Novos genes candidatos para infertilidade masculina humana encontrados através da análise do sistema reprodutivo incomum dos gorilas
Crédito:Unsplash/CC0 Domínio Público Apesar de seus corpos formidáveis, os gorilas machos carecem de uma área específica de sua anatomia.
Eles têm os menores pênis e testículos de todos os macacos e produzem uma baixa quantidade de espermatozóides que não nada rápido nem se liga facilmente aos óvulos. Na verdade, o seu sistema reprodutivo pode estar funcionando no nível mais baixo possível para um mamífero.
Com os gorilas compartilhando um ancestral comum e mais de 98% de seu DNA com os humanos, a genética por trás de seus órgãos genitais e espermatozoides anormais pode conter respostas sobre a infertilidade em homens.
Uma equipa de investigação liderada pela Universidade de Buffalo descobriu que, de facto, alguns dos mesmos genes cujas mutações deram origem a um sistema reprodutivo de gorila macho com baixo funcionamento também podem ser responsáveis pela infertilidade masculina humana.
Em um estudo publicado em 9 de maio na eLife , os pesquisadores identificaram 109 genes de gorilas relacionados à reprodução que frequentemente sofrem mutação quando presentes em homens inférteis. Provavelmente ainda há mais a serem identificados.
“Temos um conjunto de genes que estão envolvidos na biologia do esperma e possuem assinaturas de mutações prejudiciais quando em gorilas. Podemos então observar esses mesmos genes em homens inférteis e ver se eles têm mutações”, diz o principal autor do estudo, Vincent. Lynch, Ph.D., professor associado de ciências biológicas na UB College of Arts and Sciences.
“Aqui, o genoma do gorila atua essencialmente como uma ferramenta de descoberta para encontrar genes candidatos à fertilidade masculina humana que anteriormente não teríamos sido capazes de identificar”.
Os gorilas não têm competição espermática
Os pequenos genitais dos gorilas machos e a baixa contagem de espermatozoides podem ser atribuídos ao seu sistema de acasalamento poligínico. A figura intimidante do macho alfa lhe dá acesso quase exclusivo às fêmeas de seu grupo, de modo que seu esperma não compete com o esperma de outros machos no trato reprodutivo feminino.
“Existem duas maneiras de competir por parceiros:você pode usar seu corpo ou seu esperma”, diz Lynch. "A maioria dos mamíferos usa uma combinação de ambos. Os gorilas usam apenas o corpo."
Essa falta de competição espermática provavelmente levou à evolução de testículos pequenos com poucas células produtoras de espermatozoides, bem como espermatozoides estruturalmente anormais e imóveis. Esses tipos de mutações genéticas prejudiciais normalmente seriam excluídas de uma população por meio do que é conhecido como seleção purificadora, mas às vezes a seleção purificadora é tão relaxada que as mutações se fixam dentro de uma espécie ao longo do tempo.
A equipa de investigação liderada pelo UB questionou-se se a identificação de genes relaxados em gorilas poderia levar à identificação de genes cruciais para a fertilidade humana.
A infertilidade afeta aproximadamente 5% a 7% dos casais em todo o mundo, mas a genética subjacente não é bem compreendida. Por um lado, existem cerca de 22 mil genes em uma única pessoa. Mesmo que uma mutação seja encontrada em um deles, é difícil saber se ela está afetando a capacidade de reprodução.
"Portanto, em vez de procurar mutações raras em todos os genes de um homem, você poderia observar apenas os genes cujas contrapartes gorilas causam biologia anormal do esperma", diz Jacob Bowman, Ph.D., pesquisador de pós-doutorado no laboratório de Lynch e primeiro pesquisador do estudo. autor.
Genes de gorila 'relaxados' costumam sofrer mutações em homens inférteis
Primeiro, os pesquisadores usaram modelos desenvolvidos pelo Centro de Pesquisa Computacional (CCR) da UB para procurar assinaturas de seleção purificadora relaxada em um conjunto de dados de mais de 13.000 genes em 261 mamíferos. Destes genes, 578, ou 4,3%, apresentaram tais assinaturas na linhagem do gorila.
Para determinar quais destes genes relaxados do gorila têm impacto na fertilidade masculina, a equipa eliminou-os na mosca da fruta, Drosophila melanogaster.
“A maioria dos genes que são importantes para a biologia reprodutiva são conservados em muitas espécies diferentes, incluindo a Drosophila, e você pode fazer esses experimentos de perda de função em escala na Drosophila de uma forma que não seria possível em outros organismos”, disse Lynch. diz.
A supressão destes genes nas moscas da fruta confirmou que muitos deles são cruciais para a função reprodutiva masculina, incluindo 41 genes não anteriormente associados à fertilidade masculina.
Em seguida, os pesquisadores compararam os genes dos gorilas relaxados com um banco de dados genômico com 2.100 homens inférteis, desde aqueles com baixa contagem de espermatozóides até aqueles sem espermatozoides. No total, descobriram que 109 genes de gorilas relaxados foram significativamente enriquecidos para mutações de perda de função em homens inférteis, indicando que estes genes estão provavelmente associados à infertilidade masculina humana.
“Há apenas alguns anos, não havia genomas sequenciados e capacidade computacional suficientes para conduzir este tipo de estudos”, diz Lynch. “À medida que a ciência coleta mais dados genéticos, teremos uma melhor compreensão do porquê da infertilidade acontecer”.
