Además, a diferencia de otros factores típicos del choque térmico, que regulan principalmente la expresión genética en respuesta al estrés, como el choque térmico, HSF5 desempeña un papel específico en la producción de gérmenes masculinos durante la meiosis en condiciones sin estrés.

En la división de células eucariotas, la información genómica se distribuye equitativamente a las células hijas durante la mitosis, mientras que se reduce a la mitad durante un tipo especializado de división celular llamada meiosis, que es necesaria para la producción de células germinales. En las células germinales masculinas, la formación de espermatozoides sigue a la finalización de la meiosis, con múltiples programas reguladores de genes.

Sin embargo, los mecanismos que rigen la progresión meiótica y los factores de transcripción específicos involucrados siguen siendo poco conocidos, lo que plantea importantes desafíos en la medicina reproductiva, particularmente en lo que respecta a la infertilidad masculina.

Para abordar estas lagunas, el profesor Kei-ichiro Ishiguro, el profesor asistente Ryuki Shimada y su equipo de investigación pretenden aclarar los mecanismos que regulan la meiosis masculina que conducen a la producción de esperma, centrándose en la identificación y caracterización de factores de transcripción relacionados. El artículo se publica en la revista Nature Communications. .

En un estudio anterior, el equipo identificó un gen interruptor de meiosis MEIOSIN, que activa la expresión de cientos de genes implicados en la formación de espermatozoides. Entre estos genes, el factor de choque térmico surgió como un foco de interés en los testículos debido a la sensibilidad de los testículos al estrés por calor, dada su posición externa, que mantiene una temperatura de 3 a 4 grados Celsius más baja que la temperatura interna del cuerpo de 37 grados Celsius.

Aunque se han identificado bien las funciones principales de los factores de choque térmico como HSF1, HSF2, HSF3 y HSF4, la función del HSF5 aún no está clara.

"Si HSF5 comparte funciones similares con otros factores de choque térmico o exhibe funciones completamente diferentes plantea una pregunta intrigante, y abordar esta cuestión era la intención original de nuestro estudio", explica el profesor Ishiguro.

Sorprendentemente, a diferencia de otros HSF que responden al estrés, el estudio demostró que HSF5 desempeña un papel esencial en la progresión de la profase meiótica en células germinales masculinas en condiciones sin estrés. HSF5 es necesario para la progresión más allá de la etapa de paquiteno durante la espermatogénesis, guiando el programa meiótico hacia su finalización y activando genes asociados con la formación de espermatozoides.

Al igual que otros factores de transcripción, HSF5 se une a los promotores del ADN para regular la expresión genética. Lo que distingue a HSF5 es su especificidad objetivo única. La investigación reveló que el motivo de ADN que reconoce para unirse al promotor del gen difiere de aquellos unidos por otros factores de transcripción canónicos de la familia HSF.

Todos estos hallazgos subrayan el papel atípico de HSF5 en la expresión genética durante la profase meiótica en los machos.

Los resultados de este estudio se validaron mediante experimentación en ratones, con el reconocimiento crucial de que HSF5 también está presente en humanos. Dado que muchas causas subyacentes de la infertilidad en humanos, especialmente en casos de falla espermatogénica, siguen siendo difíciles de alcanzar, se anticipa que los hallazgos de este estudio contribuirán significativamente a comprender la patogénesis de la infertilidad masculina.

Más información: Saori Yoshimura et al, El factor de transcripción de choque térmico atípico HSF5 es fundamental para la profase meiótica masculina en condiciones sin estrés, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-47601-0

Información de la revista: Comunicaciones sobre la naturaleza

Proporcionado por la Universidad de Kumamoto