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La nueva investigación NIH-financiada para resolver la infertilidad masculina y la espermatogénesis desconciertan

La infertilidad masculina está en la subida, con disminuciones importantes en la cantidad y la calidad de la esperma que ocurren a través de la población humana por todo el mundo en las últimas dos décadas. La razón de esto es mal entendida, pero la espermatogénesis sospechada de los científicos - el proceso por el cual la esperma se convierte - es un pedazo crucial en este rompecabezas.

Paula Cohen, profesor de la genética en la universidad de la veterinaría (CVM) y preboste del socio del vice para las ciencias de la vida en Cornell, está llevando un esfuerzo de resolver este rompecabezas. Las gracias a un de ocho años, a $8 millones, a la concesión de la multi-institución de los institutos nacionales del instituto nacional de la salud de saludes infantiles y del revelado humano, a Cohen y a sus colaboradores desenredarán el reglamento genético complejo para hacer la esperma, mientras que también buscan causas ocultadas de la infertilidad se relacionaron con la espermatogénesis.

Como director del centro para la genómica reproductiva, Cohen une a los expertos científicos de Cornell en salud reproductiva y fertilidad, y acentúa los mecanismos genéticos y epigenéticos que llevan a la producción sana de la célula del huevo y de esperma.

Esta concesión abordará las cuestiones de la espermatogénesis en tres fases: Regla del ARN; ARN de investigación de los “desperdicios”; y modificaciones del ARN de la supervisión. El proyecto también tiene un elemento educativo del outreach K-12.

Los emplear nuevamente financiados de la investigación décadas de ciencia reproductiva punta en Cornell, así como liderazgo del Dr. Cohen del centro altamente acertado para la genómica reproductiva en campus. La nueva recompensa del NIH soportará vario la excitación de los proyectos de investigación básicos y clínicos que mantienen la enorme promesa para avance salud reproductiva humana.”

Roberto Weiss, decano adjunto para la investigación y la educación del graduado en CVM

Regla del ARN

Cohen y Charles Danko, el profesor adjunto de Roberto N. Noyce en ciencias de la vida y tecnología y pieza del instituto del panadero para la salud de los animales, dirigen encima de la primera porción de la concesión, dirigida a entender cómo el ARN se regula durante espermatogénesis. Eso incluye cómo cierto RNAs se hace a veces, y qué pudo suceso si no se crean en la orden correcta - o en absoluto.

La “espermatogénesis es un proceso asombroso,” Cohen dijo. “Hay tan muchos pasos que la célula necesita ir a través, y cada paso tiene un programa genético muy diverso.”

Porque las células de esperma tienen tanto acción genética el suceso en tal corto período de tiempo, hacen la prueba perfecta conforme a mejor entender cómo el ARN se regula en general. “En términos de regla, va una qué célula de esperma es a través fenomenal,” dice a Cohen. “Si queremos entender estos procesos mejor, la esperma es un sistema realmente fascinador a utilizar.”

ARN de investigación de los “desperdicios”

Una vez que RNAs se hace en la célula de esperma, todavía hay la materia de cómo se comportan y de donde van. Para esta parte del misterio, Juan Schimenti, profesor de la genética, y Andrew Grimson, profesor adjunto de la biología molecular y de la genética (ambas en la universidad de la agricultura y de las ciencias de la vida), colaborará para desenredar estas preguntas. Trabajarán con el Dr. Kathleen Hwang, urólogo en la universidad de la Facultad de Medicina de Pittsburgh.

Específicamente, observarán una porción misteriosa del ARN de mensajero (mRNA) conocida como la región sin traducir tres-primera (3' - UTR) - “cola” en el extremo del cabo del mRNA que era considerado de largo ser un ARN de los “desperdicios”. Los estudios han mostrado que, de hecho, 3' - UTR se sospecha para ser el manual de la instrucción del mRNA.

Los científicos han encontrado ya que las células de esperma tienen mucha variación en el largo de su 3' - las colas de UTR, pero nadie sabe exactamente porqué existe esta variación. “Hay un ciertas pruebas que 3' - el largo de UTR puede afectar a infertilidad,” Cohen dijo.

Modificaciones del ARN de la supervisión

Con Schimenti, Grimson, y Hwang ayudando a determinar 3' posible - los defectos de UTR, un brazo adicional de la concesión observarán qué pudo ser causa de esos defectos. Este proyecto es dirigido hacia arriba por el Dr. Samie Jaffrey, el profesor de Greenberg-Starr de la farmacología en el remedio de Weill Cornell. Jaffrey es un experto en epitranscriptomics, un nuevo brazo del epigenetics que observa las modificaciones que pueden afectar el ARN y cómo funciona.

Diversas proteínas vigilan estas modificaciones - los “programas de lectura, programas de escritura y borradores,” Cohen las llama. “Esto abre una poder de tornillos sin fin masiva,” ella dijo. “Si usted altera este las proteínas del programa de lectura, del programa de escritura y del borrador en el ARN, pueden todo el resultado en infertilidad en ratones - y son realmente importantes para la espermatogénesis. En el futuro, si sabíamos había ciertas modificaciones del ARN que causaron infertilidad en hombres, nosotros podría revisar para ellos.”

Final, cuando la concesión concluye, Cohen y sus colegas habrá destapado nuevos discernimientos al revelado de la esperma - que a su vez verterá la luz en muchos problemas cruciales, incluyendo infertilidad e IVF.

“Todo hacemos aquí,” ella dijo, “agrega a nuestro arsenal para ayudar a los pacientes que intentan tener un bebé.”