弗朗西斯·克里克研究所的研究人员揭示了控制小鼠出生前后卵巢发育的蛋白质。这可能有助于更好地了解女性不孕症是如何发生的。
在研究确定了小鼠胚胎中负责启动卵巢发育的基因后,科学家们旨在了解哪些基因维持卵巢的功能,包括在出生后产生卵子。
之前的实验表明,在雌性(XX)小鼠的不同发育阶段去除一种名为Foxl2的基因会根据时间的不同产生不同的效果。如果从胚胎中取出,卵巢就会变得异常,成年小鼠就会不育。如果从成年小鼠身上摘除卵巢,它们的卵巢就会开始类似于睾丸1。
在今天发表在《科学进展》上的研究中,研究小组发现,虽然 FOXL2 确实在胚胎发育过程中发挥作用,但它在出生后影响最大,其中该蛋白质调节更多基因的活性,包括一些涉及对胚胎发育至关重要的功能的基因。卵巢如卵子发育。
FOXL2 是一种蛋白质,物理上位于 DNA 特定区域(“增强子”)的顶部,并影响是否以及如何读取其他(目标)基因。
研究人员使用一种称为染色质蛋白质组学的技术来“找出”所有与 FOXL2 结合到 DNA 上时与其相互作用的其他蛋白质。他们发现,与胚胎发育期间相比,出生后卵巢中蛋白质相互作用的数量急剧增加。
其中,他们发现了一种名为 7 的蛋白质,当 FOXL2 与其 DNA 靶标相互作用时,该蛋白质会与 FOXL2 结合。到目前为止,研究人员还不知道 7 和 FOXL2 的相互作用,也不知道 7 在卵巢发育中发挥什么作用。
当研究人员从雌性小鼠身上去除Usp7基因时,他们发现小鼠在青春期后无法发育卵巢,因此不育。该团队认为可能需要 7 来将 FOXL2 稳定在 DNA 之上。
FOXL2 和 7 在人类中具有一些共同的作用。缺乏一份FOXL2基因拷贝的人可以开始产生卵子,但无法发育出完整的卵巢,因此存在生育问题。7突变还可导致人类不孕以及神经发育障碍。
基因测试是诊断性发育问题的关键,因此研究人员希望找到不孕不育的主要遗传原因,并考虑基因编辑技术如何帮助未来的治疗。
克里克干细胞生物学和发育遗传学实验室组长罗宾·洛弗尔-巴奇 (Robin Lovell-Badge) 表示:“在我们的研究中,我们已经接近解答有关发育的两个主要问题——卵巢发育的驱动因素以及卵巢功能如何发挥作用。”卵巢的功能得以维持。我们发现 FOXL2 在整个发育过程中发挥着非常不同的作用,并确定了另一种关键蛋白 7。
“女性发育背后的遗传因素尚未像男性发育那样得到充分研究,因为许多女性发育途径是同时发生的,而不是以易于遵循的顺序发生的。不孕不育是世界范围内的一个大问题,因此阐明每个阶段负责的关键基因和蛋白质至关重要。”
克里克研究所的博士后研究员、该研究的第一作者和共同高级作者 Roberta Migale 说:“这是我们第一次能够使用这些方法来观察 FOXL2 之间的相互作用,FOXL2 是女性生育力的关键因素,当其他蛋白质与小鼠卵巢中的 DNA 结合时,它们就会与其他蛋白质一起建立。主动与 DNA 结合的因子更有可能对对卵巢发育和功能重要的基因的调节产生影响。我们已经通过这种方法鉴定了 7,希望使用我们的方法可以找到更多负责卵巢发育的蛋白质。”