A Truncating MEIOB Homozygous Frame-shift Mutation Contributes in a Critical Way to Non-Obstructive Azoospermia in Five Palestinian-Arab Infertile Males

Abstract

Up to 12% of couples who are trying to get a successful pregnancy will fail after a year of attempts due to infertility. The contribution of male factor accounts for 20-30% of infertility cases. Although there is a growing list of diagnostic tools that successfully identify the etiology of male infertility, yet, 40% of cases are of unknown etiology,and most of them are expected to be due to genetic factors alterations. MEIOB gene encodes for a single-strand DNA binding protein which is together with SPATA22 and RPA are involved in proper chromosomal synapsis, crossover formation, and DNA double-strand break repair. MEIOB null mice showed sterility in both sexes. Herein, using direct Sanger sequencing technique we screened for MEIOB mutations in eighty two Palestinian Arab males with non-obstructive azoospermia, two females with ovarian dysgenesis, and two hundred fertile males as a control. All infertile males underwent Y-chromosome microdeletion assessment. We identified a homozygous frame-shift deletion mutationthat leads to a premature stop codon(1,889,376 del G MEIOB S366fs*12) in five males, and interestingly in the two infertile females, and thismutation was not detectedin any of the healthy controls. This mutation is predicted to produce a truncated MEIOB proteins which lacks the conserved C’-terminal DNA binding domain and may lead to meiotic arrest and thus, infertility. إنّ ما يقارب 12% من الأزواج الذين يحاولون تحقيق حمل ناجح سوف يفشلون بعد سنة كاملة من المحاولات بسبب العقم. تساهم العوامل الذكرية في 20-30% من الحالات. وبالرغم من وجود قائمة متزايدة من أدوات التشخيص التي تحدد بنجاح مسببات العقم عند الذكور، إلا أنّ 40% من الحالات تعود لأسباب غير معروفة ومن المتوقع أن يكون معظمها تغيرات في العوامل الجينية. يشفر جين MEIOBبروتين رابط للسلسلة الأحادية للحمض النووي والذي بالتعاون مع بروتين SPATA22 وبروتين RPA يساهم في تشابك الكروموسومات بشكل سليم، تشكل عملية العبور، وإصلاح عملية قطع سلسلتي الحمض النووي أثناء عملية الإنقسام المنصف. كما أن إزالة هذا الجين من الفئران أدى إلى العقم في كلا الجنسين. هنا في هذه الدراسة، قمنا باستخدام طريقة سانجر لقراءة التسلسل النيوكليوتيدي للجين للبحث في وجود أية طفرات في اثنين وثمانين من الذكور العرب الفلسطينيين الذين يعانون من انعدام أو نقص عدد الحيوانات المنوية (العقم)، واثنتان من الإناث اللواتي يعانن من خلل في المبايض وهما قريبتين لأحد الذكور العقيمين، ومئتي ذكراً غير عقيمين. خضع جميع الذكور العقيمين أيضاً لفحص طفرات الحذف على كروموسوم Y. لقد تمكنّا من الكشف عن طفرة حذف متنحية تؤدي إلى إزاحة إطار القراءة وبالتالي كودون توقف مبكر (1,889,376 delG MEIOB S366fs*12) في خمسة ذكور عقيمين، ومن المثير للاهتمام أن الأنثيين العقيمتين مصابتان بهذه الطفرة أيضاً. أما في الذكور غير العقيمين فلم يكن أحداً منهم مصاباً بهذه الطفرة. من المتوقع أن هذه الطفرة تؤدي إلى بروتين غير كامل مقطوع في جزء مهم للربط مع سلاسل الحمض النووي وهو C’ -terminal مؤدّياً إلى توقف عملية الانقسام المنصف وبالتالي حدوث العقم.