Anatomie und Physiologie: Aktuelle Forschung
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Abstrakt

Schlüsselmerkmale der genomischen Prägung während der Spermatogenese bei Säugetieren: Perspektiven für die assistierte Reproduktionstherapie beim Menschen: Eine Übersicht

Miriama Štiavnická, Olga García Álvarez, Jan Nevoral, Milena KrálíÄ ková und Peter Sutovsky

Der zunehmende Einfluss der Epigenetik ist in allen medizinischen Bereichen, einschließlich der Reproduktionsmedizin, offensichtlich. Epigenetische Veränderungen des Genoms und damit verbundene posttranslationale Modifikationen von DNA-bindenden Histonen wirken sich gleichermaßen auf die Entwicklung und Reifung von Gameten sowie auf die Embryogenese aus. Beziehungen zwischen Methylierung und Acetylierung von Histonen und der Beteiligung der DNA-Methylierung sind nicht nur für die Chromatin-Umgestaltung wichtig, sondern auch für die Genprägung und beeinflussen somit die Genexpression im Embryo. Daher ist die mit der Methylierung von Histonen und DNA einhergehende Gen-Stilllegung ein Ergebnis der Etablierung von Heterochromatin in haploiden männlichen Keimzellen, den Spermatiden. Komplexe epigenetische Veränderungen, die zur Etablierung von Histoncode und Heterochromatin führen, werden durch eine breite Palette von Faktoren reguliert, wie Histon-Deacetylasen, Histon-Methyltransferasen, nicht-kodierende RNAs und kleine Proteinmodifikatoren wie Ubiquitin und SUMO. Diese Faktoren sind mögliche diagnostische Ziele für die Reproduktionsmedizin, wenn anomale Genprägung oder Histonveränderungen der Gameten die Embryonalentwicklung stören oder Entwicklungsstörungen bei den Nachkommen verursachen können. Die Verwendung moderner nichtinvasiver Techniken zur Spermienauswahl auf der Grundlage von Tests epigenetischer Marker ist ein möglicher Ansatz für eine erfolgreichere assistierte Reproduktionstherapie (ART) sowie für die Vorbeugung epigenetisch bedingter Störungen bei ART-Babys.