54个小鼠睾丸富集基因对于男性生育能力来说是不需要的
不孕不育影响着全世界大约15%的夫妇。一对夫妇的生育能力取决于女性和男性的繁殖能力，而繁殖能力取决于数千个基因的正常工作。在雄性小鼠中，有超过1000个基因主要在睾丸中表达，但它们在繁殖中的特定功能仍然是一个谜。在今天发表在美国国家科学院院刊美国贝勒医学院、大阪大学、奥卢大学和威康信托基金会桑格研究所的研究人员发现，小鼠睾丸富集基因中有54个对男性生育能力不是必需的，这些基因在人类中也有表达。
“不孕不育是一种严重的疾病，影响着大约10%的试图生育后代的男性，其中许多人基因该研究的共同通讯作者Martin M. Matzuk博士、Stuart A. Wallace主席、Robert L. Moody主席、病理学与免疫学教授、贝勒大学药物发现中心主任说。
知道需要哪些基因男性生育能力是更好地理解导致男性不育的基因变化并设计克服它们的策略的第一步。与此同时，了解哪些基因影响生育能力将有助于设计男性避孕药物，考虑到2050年世界人口预计将达到90亿，这一点越来越受到关注。
50多年来，女性一直能够通过“避孕药”来控制自己的生育能力，但“男性仍然没有避孕药”。因此，了解所有导致不孕不育的基因，了解所有可能成为男性避孕药睾丸特异性靶点的蛋白质，是非常重要的。我们在小鼠身上的新研究表明，这54种睾丸富集基因及其对应的蛋白质不会在男性不孕症中起主要作用，而且也不是药物的理想靶点。”
研究人员说，了解哪些基因与男性生育能力无关是很重要的，因为这可以让科学家不必进一步投入资金、实验室和人力资源来研究这些基因。日本大阪大学微生物疾病研究所教授、该研究报告的共同通讯作者Masahito Ikawa博士说:“我认为，研究人员应该首先专注于基本基因，在投入资金和重大努力之前，先了解大局。”这项工作有助于缩小与男性生育能力有关的可能基因的数量。
在动物模型中研究生育基因现在更快更容易
随着基因制造技术的发展，在动物模型中生育基因的研究发生了革命性的变化基因敲除小鼠．这些小鼠经过了基因改造，不表达某种特定基因，而缺乏这种基因对动物生育能力的影响可以通过检查繁殖对生育后代的能力来确定。如果基因被敲除的老鼠总是生出幼崽，那么这种基因就被认为不是雄性生育所必需的。
到目前为止，很难创建这些敲除小鼠模型，但最近，一种名为CRISPR/Cas9的新技术已经开发出来，它正在促进生育基因的研究。“我们的实验室引入了CRISPR/Cas9系统，使我们能够以一种简单、快速和具有成本效益的方式生成敲除小鼠。通过利用这种强大的技术，我们产生了31个基因敲除小鼠并在短时间内分析了它们的生育能力，”伊川说。
Matzuk实验室的博士后Julio Castañeda博士说:“我们的团队已经证明，使用CRISPR/Cas9系统可以在几年内分析大量哺乳动物基因。”
此外，大阪大学微生物疾病研究所助理教授、共同第一作者藤原吉孝博士说:“发现转基因动物基因的基本功能比只关注体外实验更有益。”
研究人员开始了与Matzuk实验室的合作研究，在计算机数据库中搜索主要在小鼠睾丸中表达的基因，并在小鼠和人类中都存在。然后，该团队的实验室创造了敲除单个基因的小鼠，以确定它们对动物生育能力的影响。
大阪大学微生物疾病研究所助理教授宫田春彦博士说:“我们的研究结果表明，这54个基因的突变并不是男性不育的主要原因。”
这项研究还表明，睾丸蛋白质的功能可能存在冗余。冗余将使动物在一个基因失效后仍能保持生育能力，因为另一个基因将取代它的功能。需要进一步的研究来探讨这种可能性。
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