男性不育症是一種男性常見疾病,不能生成精子是男性不育症的常見因素之一。 賓夕凡尼亞州大學醫學院的研究者利用酵母作為生物體模型對男性不育症的分子機制進行了研究。
由於酵母孢子的形成過程與哺乳動物精子的形成過程非常相似,選擇酵母作為生物體模型進行研究， 對酵母進行了篩選試圖找到不能生成孢子的突變體。 最終目的是揭示生殖細胞形成過程中表觀遺傳學對基因表達調控的機制。 在研究中發現有幾個蛋白的位點在精子和卵子形成過程中起重要表觀調控作用。
表觀遺傳是指並非通過DNA序列,而是通過一種比遺傳突變更精細的機制影響細胞表達蛋白的功能而影響生物體遺傳。 表觀遺傳因數並不會改變密碼子的閱讀,而是用一種類似開關的機制對表達的高低進行調控。
在研究初期,發現在孢子形成缺陷的酵母中存在著組蛋白H3和組蛋白H4的突變。 細胞中的DNA並不是自由漂浮的相互纏繞的線團,它緊密地纏繞著蛋白聚合體.這些蛋白聚合體是由組蛋白構成的,當DNA與這些蛋白聚合體的纏繞發生鬆緊變化時就會影響基因表達。 對酵母突變體進行了超過一百次的測試從而確定了組蛋白修飾是配子形成的關鍵因素。
這項研究有著非常重要的意義。 第一,建立了一種篩選方法鑒定精子或卵子形成過程中的表觀遺傳學改變。 應用這種模式對其他組蛋白進行研究。 第二,它證實了酵母孢子的形成與哺乳動物配子形成的機制非常相似,突破了對小鼠進行遺傳篩選的固有的技術障礙。 第三,假定這些表觀遺傳學標記物同樣在人類存在,並與人類標記物功能相似.這個研究確定了人類男性不育症的可能的生物標記。
