Altersbedingte Treibermutationen in der männlichen Keimbahn

Neue Mutationen in den Keimbahnen werden direkt an unsere Kinder weitergegeben und haben daher tiefgreifende Konsequenzen für künftige Generationen. Jedoch wissen wir immer noch überraschend wenig über Mutationsprozesse in unseren Keimbahnen. Jüngste Fortschritte in der individuellen Genomsequenzierung zeigten, dass die Mehrheit der neuen Mutationen aus der männlichen Keimbahn stammt und die Anzahl dieser neuen Mutationen auch mit den väterlichen Alter zunimmt. Aufgrund der Einschränkungen der gegenwärtigen Technologien, haben wir jedoch bisher keinen Einblick auf einzelne mutagene Ereignisse, die notwendig sind, um eine einzigartige Art von Mutagenese zu untersuchen: die Verbreitung von egoistischen oder Treibermutationen die ihr eigenes Wachstum fördern und auch im Kontext von Krebs gut bekannt sind. Bisher sind nur eine Handvoll von Treibermutationen in den männlichen Keimbahnen beschrieben worden, jedoch könnten Treibermutationen, die meistens mit genetische Krankheiten verbunden sind, sich sehr schnell verbreiten, und drastisch mit väterlichem Alter zunehmen, sehr häufig sein. Wir haben eine neue, hochempfindliche Sequenzierungstechnologie mit extrem niedrigen Fehlerraten angepasst, um Treibermutationen in ausgewählten Genen in den männlichen Keimbahnen zu identifizieren. Diese werden dann mit unserer einzelmolekül-, digitale PCR-Methode analysiert und charakterisiert. Mit diesen einzigartigen Know-how in ultrasensitiven Methoden, um seltene Mutationen zu erkennen, ist es Ziel dieses Projektes: 1) Durch die Sequenzierung kleiner Genomabschnitte Treibermutationen in den männlichen Keimbahnen zu entdecken; 2) die Verbreitung dieser Mutationen mit dem Alter in den männlichen Hoden zu untersuchen, und 3) die Zunahme und Transmissionsmuster der Mutationen in männlichenSamenzellenvon unterschiedlichen Altersgruppen zu analysieren. Dieses Projekt ist die erste groß umfassende Analyse von Treibermutationen in den männlichen Keimbahnen und schafft somit eine wichtige Grundlage um diese Art von Mutagenese zu verstehen, um auch das verbundene Risiko des verspäteten Kinderwunsches in unserer Gesellschaft zu bewerten.

Neue Mutationen in den Keimbahnen werden direkt an unsere Kinder weitergegeben und haben daher tiefgreifende Konsequenzen für künftige Generationen. Insbesondere treten Treibermutationen in der männlichen Keimbahn gehäuft auf und führen oft zu angeborenen Störungen. Bislang war das Wissen über diese einzigartige Art von Mutagenese sehr beschränkt, da die Identifizierung dieser Mutationen ist aufgrund ihrer geringen Häufigkeit schwierig ist. In dieser Studie wurde eine hochempfindliche Sequenzierungstechnologie mit niedrigen Fehlerquoten entwickelt, und mit einer digitaler Hochdurchsatz-PCR kombiniert, um diese Treibermutationen und dessen die Ausbreitung in den männlichen Keimbahnen zu charakterisieren. Die Studie ergab einen umfangreichen Datensatz von Mutationen, die in der Spermien-DNA von Spendern unterschiedlichen Alters angereichert sind. Darüber hinaus wurden in dieser Studie neue Substitutionen in den Genen FGFR3, Erbb2 und p53, allesamt bekannte Onkogene, identifiziert, die unterschiedliche Akkumulationsmuster mit dem Alter erkennen lassen. Einige Mutationen nahmen mit dem Alter zu, während andere vor der Geschlechtsreife auftraten und auch mit dem Alter der männlichen Keimbahnen konstant blieben. Ein weiteres bemerkenswertes Ergebnis war die beobachtete Diskordanz zwischen der Mutationshäufigkeit in Hoden und Spermien bei zwei Mutationen mit unterschiedlichem Schweregrad, was das komplexe Zusammenspiel dieser Mutationen in der meiotischer Differenzierung verdeutlicht. Darüber hinaus wurde die Auswirkung der Mutationen auf die Proteinfunktion mit biophysikalischen Methoden analysiert. Diese Studie legt daher wichtige Grunderkenntnisse der molekularen Mechanismen, die der Ausbreitung und Weitergabe pathogener Treibermutationen in der männlichen Keimbahn zugrunde liegen, um auch das verbundene Risiko des verspäteten Kinderwunsches in unserer Gesellschaft zu bewerten.