Spermatogenez sürecinde kromatin yeniden modellenmesinde iş gören protamin 1 ve 2 gen ifadelerinin erkek infertilitesindeki rollerinin araştırılması
Investigation of the role of protamin 1 and 2 gene expressions working in the chromatin remodeling in the spermatogenesis process in male infertility
Yazar: AYŞEGÜL ŞAVLI
Danışman: PROF. DR. HİLAL ARIKOĞLU
Selçuk Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Tıbbi Biyoloji = Medical Biology

Özet:
Günümüzde infertilite önemli bir problem olup yapılan çalışmalar çiftlerin %15'inde infertilite sorunu olduğu göstermektedir. İnfertil bireylerin %30'unda infertiliteye sebep olan erkek faktörü olduğu bilinmektedir. Erkek sperm hücrelerinin fertilizasyonu gerçekleştirebilmek için özgün morfoloji ve işleve sahip olması gerektiği; spermlerin sayı, hareketlilik, canlılık, yapısal ve fonksiyonel özelliklerindeki anormalliklerin ise infertiliteye neden olduğu bilinmektedir. Epigenetik modifikasyonlar spermin nükleer yeniden modellenmesinde görev almaktadır. DNA metilasyonu, kromatin yeniden düzenlenmesi ve histon modifikasyonları bu epigenetik düzenlenmelerin parçasıdır. Spermlerin olgunlaşma sürecinde, protaminlerin histonlar ile yer değiştirmesi kritik basamak olarak bilinmektedir. İnsan spermleri Protamin 1 ve 2 olmak üzere 2 çeşit protamin içermektedir ve spermatozoodaki protamin mRNA oranının, spermatogenez kalitesinin olası prognostik göstergelerinden biri olabileceği düşünülmektedir. Protamin 1 ve 2 gen ifade oranlarında sapmaların olması, histon/protamin değişimindeki oranın yüksek olması gibi durumlar kromatin yeniden modellenme sürecinin başarılı bir şekilde gerçekleşememesine dolayısıyla sperm morfolojisi ve fertilizasyon yeteneğinin etkilenmesine yol açabilmektedir. 
Çalışmamızda erkek infertilitesinde Protamin 1 ve 2 (PRM1 ve PRM2) gen ifade düzeylerinin araştırılması ve Protamin 1/2 oranının erkek infertilitesi ile ilişkilerinin saptanması amaçlanmıştır. Bu kapsamda, Selçuk Üniversitesi Hastanesi, Androloji Laboratuvarına başvuran, spermiyogram analizleri sonucunda, 56 normozoospermi, 26 oligozoospermi ve 20 şiddetli oligozoospermi olduğu belirlenen bireyler çalışmaya alındı. Bireyler, fertilite durumlarına göre fertil, erkek infertilitesi ve açıklanamayan infertilite olarak gruplandırıldı Bireylerin ejakulat örneklerinin plazmaları ayrılarak sperm hücreleri elde edildi. Sperm hücrelerinden RNA izolasyonu ve cDNA eldesi sonrasında qPCR yöntemi ile hedef genler olan olan Protamin 1 ve 2 genlerinin ifade düzeyleri analiz edildi. Çalışma bulgularımıza göre, PRM2 gen ifadesinin ve PRM1/PRM2 oranlarının erkek infertilitesi ve sebebi açıklanamayan infertilite durumlarıyla istatistiki olarak anlamlı ilişkisi belirlendi. 
Güncel çalışmalarda protamin ifadesinin öngörülen normal aralığının değişken şekillerde bildirilmesi, popülasyonlara özgü genetik farklılıkların etkileri ve erkek fertilitesinde etken olası diğer faktörlerin varlığı çalışma sonuçlarımızın değerlendirilmesinde dikkate alınmalıdır.

Abstract:
Nowadays, infertilityis an important problem and it is known that male-induced infertility is 35%. Male sperm cells must have unique morphology and function in order to perform fertilization; It is known that anomalies in the number, motility, vitality, structural and functional properties of sperm cause infertility. Epigenetic modifications are involved in nuclear remodeling of sperm. DNA methylation, chromatin rearrangement, and histone modifications are part of these epigenetic rearrangements. The replacement of protamines with histones is known as a critical step in the maturation process of sperm. Human sperm contain 2 types of protamines, Protamine 1 and 2, and it is thought that the ratio of protamine mRNA in the spermatozoa may be one of the possible prognostic indicators of spermatogenesis quality. Situations such as deviations in protamine 1 and 2 gene expression rates, and high rate of histone/protamine exchange may cause the chromatinremodeling process to not be successful, thus affecting sperm morphology and fertilization ability.
In our study, it was aimed to reveal the detection rates of Protamine 1 and 2 (PRM1 and PRM2) gene expression density in male infertility and the link between Protamine 1/2 and male infertility. In this context, individuals who applied to Selcuk University Hospital Andrology Laboratory and were found to have 56 normozoospermia, 26 oligozoospermia and 20 severe oligozoospermia as a result of spermiogram analysis were included in the study. Individuals were grouped according to their fertility status as fertile, male infertility and unexplained infertility. Sperm cells were obtained by separating plasma from ejaculate samples of individuals. After RNA isolation and cDNA extraction from sperm cells, expression levels of target genes protamine 1 and 2 were analyzed by qPCR method. According to our study findings, PRM2 gene expression and PRM1/PRM2 ratios were found to be statistically significant in both male infertility and unexplained infertility cases.
Variable reporting of the predicted normal range of protamine proteins in current studies, the effects of population-specific genetic differences, and the existence of other possible factors affecting male fertility should be considered in the evaluation of our study results.