Descobreixen com una proteïna regula l'ADN i afecta la fertilitat masculina
Investigadors de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) han publicat una anàlisi pionera que desvetlla noves funcions de la proteïna RAD21L (una cohesina específica de la línia germinal) cabdals per a la fertilitat masculina. L’estudi, fet en ratolins i en col·laboració amb el CSIC, la Universitat de Salamanca i el Centre Nacional d’Anàlisi Genòmica (CNAG), s’ha publicat a la revista Science Advances.
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