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Il lato indispensabile del Cromosoma Y

Uno studio su topi ha mostrato che con le tecniche di fecondazione artificiale è possibile fecondare una cellula uovo anche trasferendo al suo interno solamente due geni del cromosoma Y. Questo fecondazione minima ha portato alla nascita di piccoli vitali, sebbene in una percentuale minore rispetto a quella osservata con una fecondazione normale.

Due soli geni possono sostituire l’intero cromosoma Y, permettendo di generare uno spermatozoo immaturo ma in grado di fecondare con successo una cellula uovo e dare origine a una prole vitale. In geni in questione sono SRY, che codifica per il fattore di determinazione del testicolo (la proteina che provvede a trasformare le gonadi in testicoli invece che in ovai), e Eif2s3y, che codifica per il fattore di proliferazione degli spermatogoni.
cromosoma_Y

Come sottolineano gli autori dello studio pubblicato su “Science”, questa scoperta, ottenuta grazie a esperimenti su topi, non ha implicazioni dirette e immediate sulle possibilità di intervento nei problemi relativi alla fertilità umana, ma inizia a fare luce sui requisiti genetici minimi necessari al mantenimento di una normale funzionalità degli spermatozoi.

Per la loro ricerca, Yasuhiro Yamauchi e colleghi dell’Università delle Hawaii a Honolulu hanno prima creato un gruppo di topi maschi geneticamente modificati, nei quali il cromosoma Y era stato “amputato” portandone le dimensioni dalle normali 78 megabasi a sole due megabasi circa, e con i due soli geni SRY e Eif2s3y.

Questi topi sono sterili perché le cellule germinali che devono svilupparsi in spermatozoi fermano il proprio processo di maturazione in una fase precoce, e generano spermatozoi immaturi, incapaci di portare a termine la fecondazione. Ricorrendo alle tecniche della riproduzione assistita, i ricercatori sono stati in grado di identificare alcuni spermatozoi immaturi ma sufficientemente vitali, dai quali hanno estratto il materiale genetico necessario alla fecondazione artificiale, che per quanto riguarda il cromosoma Y era costituito da frammenti portatori di SRY e Eif2s3y.

In questo modo, gli autori dello studio sono riusciti a creare differenti varianti di cellula uovo fecondata. In un caso, per esempio, entrambi i geni SRY e Eif2s3y erano inseriti nel solo cromosoma X, in un altro caso uno dei geni era inserito nel cromosoma X, mentre l’altro rimaneva su un più ampio frammento di cromosoma Y iniettato anch’esso nel nucleo dell’ovocita. Al termine di questa procedura, hanno confrontato fra loro i tassi di impianto in utero e di capacità di sviluppo di una gravidanza a buon termine per le diverse metodiche.

Fra il 5 e il 10 per cento dei tentativi ha portato alla nascita di piccoli vitali, una percentuale tuttavia decisamente inferiore a quella che si ottiene con una procedura di fecondazione in vitro standard con topi normali, che si attesta attorno al 26 per cento. Provando ad aggiungere un ulteriore frammento di cromosoma Y che codifica per altri tre geni, i ricercatori sono però riusciti a raggiunger una percentuale più soddisfacente, pari al 20 per cento.

“Nel topo, la maggior parte dei geni del cromosoma Y sono necessari per la fecondazione normale”, spiega Monika A. Ward, che ha partecipato alla ricerca. “Tuttavia, con la riproduzione assistita il contributo cromosoma Y può essere portato al minimo indispensabile.”

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