Analysis of the relation between Adam22 gene alternative splicing and spermatogenesis in mice

Nowadays, infertility is faced by an increasing percentage of couples trying to have children, which makes it to be classified as a social problem. In more than 50% of cases, the reason for an inability to have children lie with the male side. The diagnostic basis is usually a medical interview followed by a general examination and semen analysis. The most common causes of infertility are chronic urological and various systemic diseases, the impact of an unhealthy lifestyle on semen quality but also genetic disorders, which are less often specified. Infertility, the causes of which are not specified, is called idiopathic. The most common factor for fertility is a correct course of spermatogenesis, a truly complex process regulated by numerous specific genes, allowing spermatozoa to form and develop. In order to characterise other genes that may affect the problem of infertility, studies are carried out on mutated mice through the use of the gene knockout technique. Thanks to multiple uses of the knockout, researchers from the University of Göttingen were able to form six mice lines, wherein in each successive line, one subsequent gene, characteristic for male reproductive cells, was excluded. After comparing nucleus expression in fertile males from quintuple knockout, a total of 55 genes have been specified based on the expression alteration. Those are potentially involved in processes taking place in male reproductive cells. One of those is Adam22. The ADAM genes family encodes a diversified group of transmembrane proteins participating in a series of mechanisms, one of which is spermatogenesis. In subsequent studies, there were found differences in the size of Adam22 transcriptomes and the mass of Adam22 proteins obtained in the cerebrum and testis, which may indicate the occurrence of alternative splicing in this gene. Alternative splicing is a mechanism whose effects on spermatogenesis are currently extensively studied because not all its processes have been deciphered so far. This process is suspected to be at the root of many cases of idiopathic male infertility. Therefore, the aim of this study was to characterise and analyse the testicular-specific Adam22 transcripts in the gonad of male mice.

Z niepłodnością, w dzisiejszych czasach, boryka się coraz większy odsetek par starających się o potomstwo, dlatego zjawisko to definiuje się jako problem społeczny. W ponad 50% przypadków przyczyny niemożności posiadania dzieci leżą po stronie mężczyzn. Podstawą diagnostyki jest zazwyczaj wywiad lekarski oraz badanie ogólne pacjenta, a także jakości nasienia. Najczęściej definiowanymi przyczynami niepłodności są przewlekłe choroby urologiczne i ogólnoustrojowe, wpływ złego stylu życia na jakość nasienia, ale podstawią wielu przypadków są również przypadłości warunkowane genetycznie, te rzadziej zostają sprecyzowane. Niepłodność, której przyczyny nie zostaną określone nazywa się idiopatyczną. Najważniejszą kwestią warunkującą płodność, jest prawidłowy przebieg spermatogenezy, która jest niezwykle skomplikowanym procesem, regulowanym przez wiele specyficznych genów i pozwalającym na powstanie oraz rozwój plemników. Aby scharakteryzować kolejne geny mogące wpływać na problem niepłodności prowadzone są badania na myszach zmutowanych dzięki zastosowaniu techniki nokautu genowego. Dzięki wykorzystaniu wielokrotnego nokautu naukowcom z Uniwersytetu w Getyndze udało się stworzyć 6 linii myszy, gdzie w każdej kolejnej linii wyłączano o jeden, charakterystyczny dla męskich komórek rozrodczych, gen więcej. Po porównaniu jądrowej ekspresji u płodnych samców z linii pięciokrotnego nokautu oraz niepłodnych gryzoni z linii sześciokrotnego nokautu, na podstawie zmiany ekspresji wyznaczono 55 genów. Są one potencjalnie zaangażowane w procesy zachodzące w męskich komórkach rozrodczych. Jednym z takich genów był Adam22. Rodzina genów ADAM koduje zróżnicowaną grupę białek transbłonowych zaangażowanych w szereg mechanizmów, między innymi spermatogenezę. W kolejnych badaniach wykazano różnice w wielkości transkryptomów Adam22 oraz masie białka ADAM22 uzyskanych w mózgu i jądrach, co sugeruje możliwe występowanie alternatywnego składania eksonów w tym genie. Alternatywny splicing jest mechanizmem, którego wpływ na spermatogenezę jest aktualnie szeroko badany, ponieważ do tej pory nie rozszyfrowano jeszcze wszystkich jego procesów. Podejrzewa się, że proces ten może leżeć u podstaw wielu przypadków męskiej niepłodności idiopatycznej, dlatego celem niniejszej pracy było scharakteryzowanie i analiza specyficznych dla jąder transkryptów Adam22 w gonadzie męskiej myszy.