Epimutations in the male germ cell and possible consequences for ART outcome

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Die menschliche Spermatogenese geht mit essentiellen ,epigenetischen' Prozessen einher: So bestimmen die Reprogrammierung von DNA-Methylierungsmustern und der Austausch von Histonen durch Protamine das Spermien-Chromatin. Aberrante DNA Methylierungsmuster in den Spermien sind mit Infertilität assoziiert und es wird spekuliert, dass Kinder aus assistierter Reproduktion (ART) deutlicher häufiger diese ,Epimutation' tragen. In diesem Projekt sollen bislang uncharakterisierte Prozesse des genomischen Imprinting erkannt und deren klinisches Potential als diagnostische Parameter für die männliche Infertilität validiert werden. Zu diesem Zweck werden wir verschiedene DNA-Methylierungsanalysen unter Verwendung von Hodenbiopsien durchführen: Die Analyse von Zellen spezifischer Spermatogenesestadien und die histologische Untersuchung relevanter DNA-Methyltransferasen sollen testikuläre Imprintingprozesse präzise charakterisieren. Zudem werden wir die inter-, intra- sowie zeitliche Variabilität der DNA Methylierung in Spermien bei gesunden und infertilen Männern bestimmen- sowohl auf Genebene mittels Bisulfit Pyrosequencing, als auch global mittels Microarrays. Die möglichen Ursachen aberranter DNA Methylierung sollen durch Studien zum Histon-Protamin Austausch und die Modifikationen verbleibender Histone in Spermien infertiler Männer analysiert werden. Die in diesen Studien gewonnenen DNA-Methylierungsdaten sowie die Histon-Profile sollen dann mit den zur Verfügung stehenden Daten der involvierten ART-Zentren ausgewertet werden, um den Einfluss von Epimutationen in männlichen Keimzellen auf den Schwangerschaftserfolg bestimmen zu können.