The identification of genetic factors contributing to human oocytes maturation arrest using whole-genome sequencing

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Female fertility is dependent on the successful maturation of oocytes, a complex and meticulously regulated cellular process that prepares oocytes for fertilization and subsequent embryonic development. However, with advancing age and the onset of reproductive senescence, the probability of errors in this process increases significantly. These age-related alterations are associated with the accumulation of genetic and epigenetic abnormalities, mitochondrial dysfunction, and modifications in cytoskeletal function, all of which elevate the risk of oocyte maturation defects, embryonic developmental anomalies, and infertility. In this study, we conducted a genetic analysis of a patient experiencing female infertility due to oocyte maturation arrest and identified a heterozygous variant, c.527C>T (p.Ser176Leu), in the TUBB8 gene. This variant disrupts microtubule formation, leading to defects in meiotic spindle formation and subsequent oocyte arrest. Variants in the TUBB8 gene, which encodes a crucial component of microtubules, have been implicated in the pathogenesis of oocyte maturation arrest, abnormal fertilization, and other related disorders. Such changes may be particularly pronounced in women exhibiting characteristics of reproductive senescence.

作者简介

N. Arakelyan

Center for Genetics and Life Science, Sirius University of Science and Technology

Email: manakhov@rogaevlab.ru
Sirius, 354340 Russia

A. Grigorenko

Vavilov Institute of General Genetics, Russian Academy of Sciences

Email: manakhov@rogaevlab.ru
Moscow, 119991 Russia

V. Petrova

Center for Genetics and Life Science, Sirius University of Science and Technology

Email: manakhov@rogaevlab.ru
Sirius, 354340 Russia

E. Vasilevskaya

Center for Genetics and Life Science, Sirius University of Science and Technology

Email: manakhov@rogaevlab.ru
Sirius, 354340 Russia

D. Islamgulov

Fomin Clinic

Email: manakhov@rogaevlab.ru
Ufa, 450078 Russia

A. Dolgikh

Fomin Clinic

编辑信件的主要联系方式.
Email: manakhov@rogaevlab.ru
Ufa, 450078 Russia

A. Manakhov

Center for Genetics and Life Science, Sirius University of Science and Technology; Vavilov Institute of General Genetics, Russian Academy of Sciences

Email: manakhov@rogaevlab.ru
Sirius, 354340 Russia; Moscow, 119991 Russia

参考

  1. Feng R., Sang Q., Kuang Y. et al. Mutations in TUBB8 and human oocyte meiotic arrest // N. Engl. J. Med. 2016. V. 374. № 3. P. 223–232. https://doi.org/10.1056/NEJMoa1510791
  2. Lin T. Liu, W., Han W. et al. Genetic screening and analysis of TUBB8 variants in females seeking ART // Reproductive Biomedicine Online. 2023. V. 46. № 2. P. 244–254.
  3. Chen B., Wang W., Peng X. et al. The comprehensive mutational and phenotypic spectrum of TUBB8 in female infertility // Eur. J. Hum. Genet. 2019. V. 27. № 2. P. 300–307. https://doi.org/10.1038/s41431-018-0283-3
  4. Li H., Durbin R. Fast and accurate short read alignment with Burrows-Wheeler transform // Bioinformatics. 2009. V. 25. № 14. P. 1754–1760. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btp324
  5. McKenna A., Hanna M., Banks E. et al. The Genome Analysis Toolkit: A MapReduce framework for analyzing next-generation DNA sequencing data // Genome Research. 2010. V. 20. № 9. P. 1297–1303.
  6. Janke C. The tubulin code: Molecular components, readout mechanisms, and functions // J. Cell Biol. 2014. V. 206. № 4. P. 461–472. https://doi.org/10.1083/jcb.201406055
  7. Cao T., Guo J., Xu Y. et al. Two mutations in TUBB8 cause developmental arrest in human oocytes and early embryos // Reprod. Biomed. Online. 2021. V. 43. № 5. P. 891–898. https://doi.org/10.1016/j.rbmo.2021.07.020
  8. Chen B., Li B., Li D. et al. Novel mutations and structural deletions in TUBB8: Expanding mutational and phenotypic spectrum of patients with arrest in oocyte maturation, fertilization or early embryonic development // Hum. Reprod. 2017. V. 32. № 2. P. 457–464. https://doi.org/10.1093/humrep/dew322
  9. Chen T., Bian Y., Liu X. et al. A recurrent missense mutation in ZP3 causes empty follicle syndrome and female infertility // Am. J. Hum. Genet. 2017. V. 101. P. 459–465. https://doi.org/10.1016/j.ajhg.2017.08.001
  10. Dai C., Hu L., Gong F. et al. ZP2 pathogenic variants cause in vitro fertilization failure and female infertility // Genet. Med. 2019. V. 21. P. 431–440. https://doi.org/10.1038/s41436-018-0064-y
  11. Huang L., Tong X., Luo L. et al. Mutation analysis of the TUBB8 gene in nine infertile women with oocyte maturation arrest // Reprod. Biomed. Online. 2017. V. 35. P. 305–310. https://doi.org/10.1016/j.rbmo.2017.05.017
  12. Maddirevula S., Coskun S., Alhassan S. et al. Female infertility caused by mutations in the oocyte-specific translational repressor PATL2 // Am. J. Hum. Genet. 2017. V. 101. № 4. P. 603–608. https://doi.org/10.1016/j.ajhg.2017.08.009
  13. Sang Q., Li B., Kuang Y. et al. Homozygous mutations in WEE2 cause fertilization failure and female infertility // Am. J. Hum. Genet. 2018. V. 102. P. 649–657. https://doi.org/10.1016/j.ajhg.2018.02.015
  14. Wang A.C., Zhang Y.S., Wang B.S. et al. Mutation analysis of the TUBB8 gene in primary infertile women with arrest in oocyte maturation // Gynecol. Endocrinol. 2018. V. 34. № 10. P. 900–904. https://doi.org/10.1080/09513590.2018.1464138
  15. Xing Q., Wang R., Chen B. et al. Rare homozygous mutation in TUBB8 associated with oocyte maturation defect-2 in a consanguineous mating family // J. Ovarian Res. 2020. V. 13. № 1. P. 42. https://doi.org/10.1186/s13048-020-00637-4
  16. Yang P., Yin C., Li M. et al. Mutation analysis of tubulin beta 8 class VIII in infertile females with oocyte or embryonic defects // Clin. Genet. 2021. V. 99. № 1. P. 208–214. https://doi.org/10.1111/cge.13855
  17. Zhang Z., Li B., Fu J. et al. Bi-allelic missense pathogenic variants in TIRP13 cause female infertility characterized by oocyte maturation arrest // Am. J. Hum. Genet. 2020. V. 107. № 1. P. 15–23. https://doi.org/10.1016/j.ajhg.2020.05.001
  18. Zhao L., Guan Y., Wang W. et al. Identification novel mutations in TUBB8 in female infertility and a novel phenotype of large polar body in oocytes with TUBB8 mutations // J. Assist. Reprod. Genet. 2020. V. 37. № 8. P. 1837–1847. https://doi.org/10.1007/s10815-020-01830-6
  19. Zhao L., Xue S., Yao Z. et al. Biallelic mutations in CDC20 cause female infertility characterized by abnormalities in oocyte maturation and early embryonic development // Protein Cell. 2020. V. 11. P. 921–927. doi: 10.1007/s13238-020-00756-0
  20. McLaren W., Gil L., Hunt S.E. et al. The ensembl variant effect predictor // Genome Biol. 2016. V. 17. P. 122. https://doi.org/10.1186/s13059-016-0974-4
  21. Karczewski K.J., Francioli L.C., Tiao G. et al. The mutational constraint spectrum quantified from variation in 141,456 humans // Nature. 2020. V. 581. № 7809. P. 434–443. https://doi.org/10.1038/s41586-020-2308-7
  22. Vaser R., Adusumalli S., Leng S.N. et al. SIFT missense predictions for genomes // Nat. Protoc. 2016. V. 11. № 1. P. 1–9. https://doi.org/10.1038/nprot.2015.123
  23. Adzhubei I.A., Schmidt S., Peshkin L. et al. A method and server for predicting damaging missense mutations // Nat. Methods. 2010. V. 7. № 4. P. 248–249. https://doi.org/ 10.1038/nmeth0410-248

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».