Tổn thương oxy hóa DNA thường gặp trong tinh trùng của bệnh nhân vô sinh nam. Các tổn thương như vậy có thể ảnh hưởng đến tỷ lệ đột biến de novo ở trẻ em, tuy nhiên vẫn còn phải xác định liệu tất cả các vùng trong bộ gen của tinh trùng có biểu hiện nhạy cảm tương đương với sự tấn công của các gốc tự do có oxy (ROS). Các domain của bộ gen từ bố đã được chứng minh chứa các gen liên quan đến việc kiểm soát các sự kiện sao chép DNA sau thụ tinh và giai đoạn đầu phát triển phôi ở người. Nghiên cứu này để xác định có phải tất cả các vùng trong bộ gen của bố trong giao tử đều hiển thị tổn thương tương đương với tổn thương oxy hóa DNA?

Trong nghiên cứu này, tác giả đã sử dụng một kỹ thuật kết tủa miễn dịch DNA đã được sửa đổi (modified DNA immunoprecipitation - MoDIP) kết hợp với giải trình tự thế hệ tiếp theo (NGS) và PCR định lượng thời gian thực (qPCR) để xác định và mô tả các vùng gen dễ bị tổn thương oxy hóa nhất ở tinh trùng người. Hơn nữa, thiệt hại oxy hóa có ở một số vị trí gen dễ bị tổn thương này được đánh giá ở những bệnh nhân được đánh giá vô sinh.
 
Thiết kế nghiên cứu

Các tinh trùng người thu được từ những nam giới normozoospermic (n = 8) và được chia thành hai mẫu giống hệt nhau trước khi được ủ với H₂O₂ (5 mm, 1 giờ) để làm giảm căng thẳng oxy hóa hoặc một thể tích bằng nhau để làm chứng (chứng không xử lý). Ngoài ra, tinh trùng được lấy từ các bệnh nhân có khả năng sinh sản được đánh giá là có mức độ oxy hóa cơ bản cao trong tinh trùng của họ. Tất cả các mẫu tinh dịch (nam giới normozoospermic (n = 18) và ở những bệnh nhân được đánh giá vô sinh (n = 14)) đều được MoDIP phân lập có chọn lọc DNA bị oxy hóa, trước khi giải trình tự các đoạn DNA kết quả bằng cách sử dụng NGS. Phân tích tin sinh sau đó đã được sử dụng để xác định các vùng gen dễ bị tổn thương oxy hóa, một số trong số đó đã được chọn để chạy qPCR.
 
Kết quả nghiên cứu

Khoảng 9000 vùng gen, kích thước 150-1000 bp, được xác định là rất dễ bị tổn thương oxy hóa trong tinh trùng người. Nhiễm sắc thể cụ thể cho thấy tính nhạy cảm khác biệt đối với thiệt hại, NST15 đặc biệt nhạy cảm với sự tấn công oxy hóa trong khi nhiễm sắc thể giới tính được bảo vệ. Các vùng dễ bị ảnh hưởng thường nằm ngoài các domain được đóng gói protamine và histone. Hơn nữa, tác giả xác nhận rằng các vị trí gen dễ bị tổn thương này đã trải qua sự gia tăng đáng kể (2-15 lần) trong gánh nặng tổn thương DNA oxy hóa ở những bệnh nhân trải qua đánh giá vô sinh so với các nam giới khỏe mạnh bình thường.
 
Kết luận

Kết quả cho thấy thiệt hại oxy hóa DNA không được phân phối ngẫu nhiên trong tinh trùng người trưởng thành mà thay vào đó là có mục tiêu, trong đó một số nhiễm sắc thể đặc biệt dễ bị tổn thương do stress oxy hóa. Việc xác định các vùng gen dễ bị oxy hóa trong tinh trùng sẽ có giá trị trong việc tập trung các phân tích trong tương lai vào đột biến của trẻ em để đáp ứng với các yếu tố từ cha như tuổi tác, điều trị vô sinh nam bằng ART và cha phơi nhiễm với chất độc môi trường.
 
Nguồn: Paternal impacts on development: identification of genomic regions vulnerable to oxidative DNA damage in human spermatozoa – Xavier et al., 2019, Human Reproduction, Vol.34, No.10, pp. 1876–1890, 2019.
 

Từ khóa: Tác động của người bố đối với sự phát triển: xác định các vùng gen dễ bị tổn thương oxy hóa DNA trong tinh trùng người