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Erschienen in: Journal of Assisted Reproduction and Genetics 8/2023

13.06.2023 | Gamete Biology

Transposon insertion profiling by sequencing (TIPseq) identifies novel LINE-1 insertions in human sperm

verfasst von: Thalita S. Berteli, Fang Wang, Wilson McKerrow, Paula A. Navarro, David Fenyo, Jef D. Boeke, Fabiana B. Kohlrausch, David L. Keefe

Erschienen in: Journal of Assisted Reproduction and Genetics | Ausgabe 8/2023

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Abstract

Purpose

Long interspersed nuclear element-1 (LINE-1 or L1) comprises 17% of the human genome. Retrotransposons may perturb gene integrity or alter gene expression by altering regulatory regions in the genome. The germline employs a number of mechanisms, including cytosine methylation, to repress retrotransposon transcription throughout most of life. Demethylation during germ cell and early embryo development de-represses retrotransposons. Intriguingly, de novo genetic variation appearing in sperm has been implicated in a number of disorders in offspring, including autism spectrum disorder, schizophrenia, and bipolar disorder. We hypothesize that human sperm exhibit de novo retrotransposition and employ a new sequencing method, single cell transposon insertion profiling by sequencing (scTIPseq) to map them in small amounts of human sperm.

Methods

Cross-sectional case–control study of sperm samples (n=10 men; ages 32–55 years old) from consenting men undergoing IVF at NYU Langone Fertility Center. scTIPseq identified novel LINE-1 insertions in individual sperm and TIPseqHunter, a custom bioinformatics pipeline, compared the architecture of sperm LINE-1 to known LINE-1 insertions from the European database of Human specific LINE-1 (L1Hs) retrotransposon insertions (euL1db).

Results

scTIPseq identified 17 novel insertions in sperm. New insertions were mainly intergenic or intronic. Only one sample did not exhibit new insertions. The location or number of novel insertions did not differ by paternal age.

Conclusion

This study for the first time reports novel LINE-1 insertions in human sperm, demonstrating the feasibility of scTIPseq, and identifies new contributors to genetic diversity in the human germ line.
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Literatur
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Metadaten
Titel
Transposon insertion profiling by sequencing (TIPseq) identifies novel LINE-1 insertions in human sperm
verfasst von
Thalita S. Berteli
Fang Wang
Wilson McKerrow
Paula A. Navarro
David Fenyo
Jef D. Boeke
Fabiana B. Kohlrausch
David L. Keefe
Publikationsdatum
13.06.2023
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Assisted Reproduction and Genetics / Ausgabe 8/2023
Print ISSN: 1058-0468
Elektronische ISSN: 1573-7330
DOI
https://doi.org/10.1007/s10815-023-02852-6

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