Descobreixen com una proteïna regula l'ADN i afecta la fertilitat masculina

16/10/2025

Estructura de la proteïna RAD21L modelada amb el sistema d'intel·ligència
artificial AlphaFold.
Les cohesines són complexos proteics en forma d’anell que envolten l’ADN i
tenen un paper essencial en la divisió cel·lular, atès que eviten la pèrdua
d’informació genètica. Entre elles es troba la proteïna RAD21L, que
s’expressa exclusivament en les cèl·lules germinals (ovaris i testicles) i és
fonamental per a l’aparellament dels cromosomes homòlegs durant la
recombinació genètica. En models animals amb dèficits d’aquesta proteïna
s’havien observat defectes en l’aparellament cromosòmic i acumulació de
trencaments no reparats en l’ADN, que produïen infertilitat masculina.

L’estudi publicat ara demostra que la RAD21L també regula l’organització
tridimensional del genoma i l’expressió gènica en les cèl·lules precursores
dels espermatozoides. L’absència d’aquesta proteïna provoca una profunda
reorganització de l’arquitectura de la cromatina i una desregulació general
de l’activitat dels gens, la qual cosa interfereix en el procés
d’espermatogènesi i condueix a infertilitat.

«Aquest descobriment aporta una nova dimensió a la nostra comprensió de
com l’estructura del genoma influeix en la fertilitat, la diversitat genètica i
l’evolució», explica la Dra. Aurora Ruíz Herrera, catedràtica del Departament
de Biologia Cel·lular, de Fisiologia i d’Immunologia de la UAB, investigadora
de l’Institut de Biotecnologia i de Biomedicina (IBB-UAB) i ICREA Acadèmia,
que ha liderat l’estudi.

La investigació s’ha fet utilitzant ratolins genèticament modificats que no
tenen RAD21L. Mitjançant tècniques genòmiques avançades, l’equip va
analitzar l’estructura tridimensional del genoma i els nivells d’expressió
gènica en les cèl·lules germinals masculines. La comparació entre individus
sans i infèrtils va permetre demostrar que la falta de RAD21L altera la
distribució de l’ADN al nucli cel·lular i desregula gens clau per a la formació
d’espermatozoides.

«El més sorprenent ha estat observar com l’absència de RAD21L no només
afecta l’estructura física del genoma, sinó que també altera profundament
l’activitat dels gens implicats en la formació dels gàmetes», assenyala la
Dra. Laia Marín Gual, primera autora de l’estudi i investigadora a l’IBB-UAB.
«Això ens permet entendre millor els mecanismes genètics que pot haver-hi
darrere de certs casos d’infertilitat masculina».

Implicacions per a la fertilitat humana
Tot i que l’estudi s’ha fet en models murins, l’equip investigador destaca que
els mecanismes descoberts podrien ser rellevants també en humans.
L’espermatogènesi és un procés altament conservat entre mamífers, i la
desregulació de proteïnes com la RAD21L podria estar implicada en casos
d’infertilitat masculina idiopàtica (és a dir, sense causa aparent) que afecta
milions d’homes arreu del món.

La infertilitat afecta prop del 17,5 % de la població adulta mundial, segons
dades de l’Organització Mundial de la Salut (OMS), cosa que equival a una
de cada sis persones. A més, estudis recents han mostrat una reducció en
la concentració d’esperma a escala mundial des de 1973. Aquestes dades
evidencien que la infertilitat masculina és un problema de salut pública
creixent i que el seu origen genètic continua sent en gran part desconegut.

Aquesta troballa no només millora el coneixement bàsic sobre la biologia de
la reproducció, sinó que també obre noves vies per al diagnòstic genètic de
la infertilitat masculina. A més, planteja interrogants sobre el paper evolutiu
de la RAD21L en l’arquitectura i regulació del genoma en diferents espècies,
incloent-hi els humans.

L’equip investigador planeja aprofundir en els mecanismes moleculars
mitjançant els quals la proteïna RAD21L regula l’organització del genoma i
la seva expressió. Igualment, estudiar la seva funció en altres espècies
podria oferir noves perspectives sobre l’evolució de la fertilitat i el control
genètic.

Article de referència: Marín-Gual L, Vara C, Sainz-Urruela R, Cuartero Y,
Álvarez-González L, Felipe-Medina N, Garcia F, Llano E, Marti-Renom MA,
Pendás AM, Ruiz-Herrera A. «Meiotic cohesin RAD21L shapes 3D
genome structure and transcription in the male germline». Sci Adv 2025
Oct 3; 11( 40): eadv2283. doi: 10.1126/sciadv.adv2283