The BCL-2 pathway preserves mammalian genome integrity by eliminating recombination-defective oocytes

DNA double-strand breaks (DSBs) are toxic to mammalian cells. However, during meiosis, more than 200 DSBs are generated deliberately, to ensure reciprocal recombination and orderly segregation of homologous chromosomes. If left unrepaired, meiotic DSBs can cause aneuploidy in gametes and compromise viability in offspring. Oocytes in which DSBs persist are therefore eliminated by the DNA-damage checkpoint. Here we show that the DNA-damage checkpoint eliminates oocytes via the pro-apoptotic BCL-2 pathway members Puma, Noxa and Bax. Deletion of these factors prevents oocyte elimination in recombination-repair mutants, even when the abundance of unresolved DSBs is high. Remarkably, surviving oocytes can extrude a polar body and be fertilised, despite chaotic chromosome segregation at the first meiotic division. Our findings raise the possibility that allelic variants of the BCL-2 pathway could influence the risk of embryonic aneuploidy

Recent developments in genetics and medically assisted reproduction : from research to clinical applications

Two leading European professional societies, the European Society of Human Genetics and the European Society for Human Reproduction and Embryology, have worked together since 2004 to evaluate the impact of fast research advances at the interface of assisted reproduction and genetics, including their application into clinical practice. In September 2016, the expert panel met for the third time. The topics discussed highlighted important issues covering the impacts of expanded carrier screening, direct-to-consumer genetic testing, voiding of the presumed anonymity of gamete donors by advanced genetic testing, advances in the research of genetic causes underlying male and female infertility, utilisation of massively parallel sequencing in preimplantation genetic testing and non-invasive prenatal screening, mitochondrial replacement in human oocytes, and additionally, issues related to cross-generational epigenetic inheritance following IVF and germline genome editing. The resulting paper represents a consensus of both professional societies involved.Peer reviewe

Génétique de l'infertilité masculine

Performing a genome wide scan by SNP microarray on a Jordanian consanguineous family where five brothers were diagnosed with complete globozoospermia, we show in a first study that the four out of five analysed infertile brothers carried a homozygous deletion of 200 kb on chromosome 12 encompassing only DPY19L2. The gene encodes for a transmembrane protein and is surrounded by two low copy repeats (LCRs). Very similar deletions were found in three additional unrelated patients. Later, we have pursued our patient screen by recruiting a largest cohort of patients. Out of a total of 54 patients analysed, 36 (66.7%) showed a mutation in DPY19L2. Out of 36 mutated patients, 20 are homozygous deleted, 7 heterozygous composite and 4 showed a homozygous point mutation. We characterized a total of nine breakpoints that clustered in two recombination hotspots, both containing direct repeat elements. These findings confirm that the deletion is due to a nonallelic homologous recombination (NAHR) between the two LCRs. Thus, Globozoospermia can be considered as a new genomic disorder. This study confirms that DPY19L2 is the major gene responsible for globozoospermia and enlarges the spectrum of possible mutations in the gene.Le génotypage d’une famille jordanienne consanguine constituée de 5 frères globozoospermiques et de 3 frères fertiles sur puce Affymetrix, a permis d’identifier un nouveau gène responsable de la globozoospermie situé dans un intervalle de 6.4Mb en 12q14.2. Au regard de son expression prédominante dans le testicule et l’implication de son orthologue, chez C. elegans, dans la polarisation cellulaire, le gène DPY19L2 est un gène candidat parfait. Le gène, codant pour une protéine transmembranaire, est flanqué par deux séquences répétées (LCRs) qui partagent 96,5% d’identité. Dans une première étude, une délétion de 200Kb englobant l’ensemble du gène a été mise en évidence chez les 4 frères infertiles de cette famille jordanienne ainsi que chez 3 autres patients non apparentés. Nous avons ensuite recruté une plus grande cohorte de 54 patients. Parmi ces patients, 20 sont homozygotes pour la délétion de DPY19L2 et 7 sont hétérozygotes composites associant la délétion hétérozygote et une mutation ponctuelle. En outre, nous avons identifié, 4 patients avec des mutations ponctuelles homozygotes. Par conséquent, la fréquence d’implication de DPY19L2 s’élève à 66.7%. En tout, 9 points de cassures, regroupés en deux hotspots au sein des LCRs, ont pu être mis en évidence. Ceci confirme que le mécanisme sous-jacent de la délétion est une recombinaison homologue non allélique (NAHR) entre les LCRs. En conclusion, nous confirmons que DPY19L2 est le principal gène de la globozoospermie et nous élargissons le spectre des mutations possible dans ce gène

Human genetics of male infertility

Le génotypage d’une famille jordanienne consanguine constituée de 5 frères globozoospermiques et de 3 frères fertiles sur puce Affymetrix, a permis d’identifier un nouveau gène responsable de la globozoospermie situé dans un intervalle de 6.4Mb en 12q14.2. Au regard de son expression prédominante dans le testicule et l’implication de son orthologue, chez C. elegans, dans la polarisation cellulaire, le gène DPY19L2 est un gène candidat parfait. Le gène, codant pour une protéine transmembranaire, est flanqué par deux séquences répétées (LCRs) qui partagent 96,5% d’identité. Dans une première étude, une délétion de 200Kb englobant l’ensemble du gène a été mise en évidence chez les 4 frères infertiles de cette famille jordanienne ainsi que chez 3 autres patients non apparentés. Nous avons ensuite recruté une plus grande cohorte de 54 patients. Parmi ces patients, 20 sont homozygotes pour la délétion de DPY19L2 et 7 sont hétérozygotes composites associant la délétion hétérozygote et une mutation ponctuelle. En outre, nous avons identifié, 4 patients avec des mutations ponctuelles homozygotes. Par conséquent, la fréquence d’implication de DPY19L2 s’élève à 66.7%. En tout, 9 points de cassures, regroupés en deux hotspots au sein des LCRs, ont pu être mis en évidence. Ceci confirme que le mécanisme sous-jacent de la délétion est une recombinaison homologue non allélique (NAHR) entre les LCRs. En conclusion, nous confirmons que DPY19L2 est le principal gène de la globozoospermie et nous élargissons le spectre des mutations possible dans ce gène.Performing a genome wide scan by SNP microarray on a Jordanian consanguineous family where five brothers were diagnosed with complete globozoospermia, we show in a first study that the four out of five analysed infertile brothers carried a homozygous deletion of 200 kb on chromosome 12 encompassing only DPY19L2. The gene encodes for a transmembrane protein and is surrounded by two low copy repeats (LCRs). Very similar deletions were found in three additional unrelated patients. Later, we have pursued our patient screen by recruiting a largest cohort of patients. Out of a total of 54 patients analysed, 36 (66.7%) showed a mutation in DPY19L2. Out of 36 mutated patients, 20 are homozygous deleted, 7 heterozygous composite and 4 showed a homozygous point mutation. We characterized a total of nine breakpoints that clustered in two recombination hotspots, both containing direct repeat elements. These findings confirm that the deletion is due to a nonallelic homologous recombination (NAHR) between the two LCRs. Thus, Globozoospermia can be considered as a new genomic disorder. This study confirms that DPY19L2 is the major gene responsible for globozoospermia and enlarges the spectrum of possible mutations in the gene

Human genetics of male infertility

Le génotypage d’une famille jordanienne consanguine constituée de 5 frères globozoospermiques et de 3 frères fertiles sur puce Affymetrix, a permis d’identifier un nouveau gène responsable de la globozoospermie situé dans un intervalle de 6.4Mb en 12q14.2. Au regard de son expression prédominante dans le testicule et l’implication de son orthologue, chez C. elegans, dans la polarisation cellulaire, le gène DPY19L2 est un gène candidat parfait. Le gène, codant pour une protéine transmembranaire, est flanqué par deux séquences répétées (LCRs) qui partagent 96,5% d’identité. Dans une première étude, une délétion de 200Kb englobant l’ensemble du gène a été mise en évidence chez les 4 frères infertiles de cette famille jordanienne ainsi que chez 3 autres patients non apparentés. Nous avons ensuite recruté une plus grande cohorte de 54 patients. Parmi ces patients, 20 sont homozygotes pour la délétion de DPY19L2 et 7 sont hétérozygotes composites associant la délétion hétérozygote et une mutation ponctuelle. En outre, nous avons identifié, 4 patients avec des mutations ponctuelles homozygotes. Par conséquent, la fréquence d’implication de DPY19L2 s’élève à 66.7%. En tout, 9 points de cassures, regroupés en deux hotspots au sein des LCRs, ont pu être mis en évidence. Ceci confirme que le mécanisme sous-jacent de la délétion est une recombinaison homologue non allélique (NAHR) entre les LCRs. En conclusion, nous confirmons que DPY19L2 est le principal gène de la globozoospermie et nous élargissons le spectre des mutations possible dans ce gène.Performing a genome wide scan by SNP microarray on a Jordanian consanguineous family where five brothers were diagnosed with complete globozoospermia, we show in a first study that the four out of five analysed infertile brothers carried a homozygous deletion of 200 kb on chromosome 12 encompassing only DPY19L2. The gene encodes for a transmembrane protein and is surrounded by two low copy repeats (LCRs). Very similar deletions were found in three additional unrelated patients. Later, we have pursued our patient screen by recruiting a largest cohort of patients. Out of a total of 54 patients analysed, 36 (66.7%) showed a mutation in DPY19L2. Out of 36 mutated patients, 20 are homozygous deleted, 7 heterozygous composite and 4 showed a homozygous point mutation. We characterized a total of nine breakpoints that clustered in two recombination hotspots, both containing direct repeat elements. These findings confirm that the deletion is due to a nonallelic homologous recombination (NAHR) between the two LCRs. Thus, Globozoospermia can be considered as a new genomic disorder. This study confirms that DPY19L2 is the major gene responsible for globozoospermia and enlarges the spectrum of possible mutations in the gene

Human genetics of male infertility

Le génotypage d une famille jordanienne consanguine constituée de 5 frères globozoospermiques et de 3 frères fertiles sur puce Affymetrix, a permis d identifier un nouveau gène responsable de la globozoospermie situé dans un intervalle de 6.4Mb en 12q14.2. Au regard de son expression prédominante dans le testicule et l implication de son orthologue, chez C. elegans, dans la polarisation cellulaire, le gène DPY19L2 est un gène candidat parfait. Le gène, codant pour une protéine transmembranaire, est flanqué par deux séquences répétées (LCRs) qui partagent 96,5% d identité. Dans une première étude, une délétion de 200Kb englobant l ensemble du gène a été mise en évidence chez les 4 frères infertiles de cette famille jordanienne ainsi que chez 3 autres patients non apparentés. Nous avons ensuite recruté une plus grande cohorte de 54 patients. Parmi ces patients, 20 sont homozygotes pour la délétion de DPY19L2 et 7 sont hétérozygotes composites associant la délétion hétérozygote et une mutation ponctuelle. En outre, nous avons identifié, 4 patients avec des mutations ponctuelles homozygotes. Par conséquent, la fréquence d implication de DPY19L2 s élève à 66.7%. En tout, 9 points de cassures, regroupés en deux hotspots au sein des LCRs, ont pu être mis en évidence. Ceci confirme que le mécanisme sous-jacent de la délétion est une recombinaison homologue non allélique (NAHR) entre les LCRs. En conclusion, nous confirmons que DPY19L2 est le principal gène de la globozoospermie et nous élargissons le spectre des mutations possible dans ce gène.Performing a genome wide scan by SNP microarray on a Jordanian consanguineous family where five brothers were diagnosed with complete globozoospermia, we show in a first study that the four out of five analysed infertile brothers carried a homozygous deletion of 200 kb on chromosome 12 encompassing only DPY19L2. The gene encodes for a transmembrane protein and is surrounded by two low copy repeats (LCRs). Very similar deletions were found in three additional unrelated patients. Later, we have pursued our patient screen by recruiting a largest cohort of patients. Out of a total of 54 patients analysed, 36 (66.7%) showed a mutation in DPY19L2. Out of 36 mutated patients, 20 are homozygous deleted, 7 heterozygous composite and 4 showed a homozygous point mutation. We characterized a total of nine breakpoints that clustered in two recombination hotspots, both containing direct repeat elements. These findings confirm that the deletion is due to a nonallelic homologous recombination (NAHR) between the two LCRs. Thus, Globozoospermia can be considered as a new genomic disorder. This study confirms that DPY19L2 is the major gene responsible for globozoospermia and enlarges the spectrum of possible mutations in the gene.STRASBOURG-Bib.electronique 063 (674829902) / SudocSudocFranceF

Histone H2AFX Links Meiotic Chromosome Asynapsis to Prophase I Oocyte Loss in Mammals.

Chromosome abnormalities are common in the human population, causing germ cell loss at meiotic prophase I and infertility. The mechanisms driving this loss are unknown, but persistent meiotic DNA damage and asynapsis may be triggers. Here we investigate the contribution of these lesions to oocyte elimination in mice with chromosome abnormalities, e.g. Turner syndrome (XO) and translocations. We show that asynapsed chromosomes trigger oocyte elimination at diplonema, which is linked to the presence of phosphorylated H2AFX (γH2AFX). We find that DNA double-strand break (DSB) foci disappear on asynapsed chromosomes during pachynema, excluding persistent DNA damage as a likely cause, and demonstrating the existence in mammalian oocytes of a repair pathway for asynapsis-associated DNA DSBs. Importantly, deletion or point mutation of H2afx restores oocyte numbers in XO females to wild type (XX) levels. Unexpectedly, we find that asynapsed supernumerary chromosomes do not elicit prophase I loss, despite being enriched for γH2AFX and other checkpoint proteins. These results suggest that oocyte loss cannot be explained simply by asynapsis checkpoint models, but is related to the gene content of asynapsed chromosomes. A similar mechanistic basis for oocyte loss may operate in humans with chromosome abnormalities