International Journal of Reproductive BioMedicine

en واریانت‌ های نادر میس‌ سنس شناسایی‌ شده با توالی‌ یابی کل ژنوم در مردان مبتلا به الیگواستنوتِراتوزواسپرمی: یک مطالعه تجربی Rare missense variants identified by whole-genome sequencing in men with oligoasthenoteratozoospermia: An experimental study Reproductive Genetics Original Article Original Article <div style="text-align: justify;">مقدمه: الیگواستنوتِراتوزواسپرمی (OAT) یکی از مهم‌ترین علل ناباروری مردان است که با شمار کم اسپرم، تحرک ضعیف و مورفولوژی غیرطبیعی مشخص می‌شود. اگرچه عوامل ژنتیکی در بخش قابل‌توجهی از موارد نقش دارند، اما واریانت‌های اختصاصی زمینه‌ساز OAT، به‌ویژه در جمعیت‌هایی با شیوع بالای ازدواج‌های فامیلی، هنوز تا حد زیادی ناشناخته باقی مانده‌اند. هدف: شناسایی واریانت‌های نادر کاندید مرتبط با OAT با استفاده از توالی‌یابی کل ژنوم (WGS) در ۷ مرد مبتلا به OAT از خانواده‌های دارای ازدواج فامیلی. مواد و روش ها: 7 مرد مبتلا به OAT از خانواده‌های دارای ازدواج فامیلی که دارای کاریوتیپ طبیعی و فاقد ریزحذف‌های کروموزوم Y بودند، انتخاب شدند. WGS انجام و فراخوانی واریانت‌ها با استفاده از نرم‌افزار DeepVariant صورت گرفت. سپس واریانت‌ها با استفاده از Ensembl Variant Effect Predictor حاشیه‌نویسی شدند. واریانت‌های نادر بر اساس پیش‌بینی بیماری‌زایی و ارتباط عملکردی با تولیدمثل اولویت‌بندی شدند و واریانت‌های منتخب مورد تأیید قرار گرفتند. همچنین، مدل‌سازی ساختار پروتئین و بررسی اثرات ناشی از جهش بر تعاملات مولکولی با استفاده از Swiss Model و AlphaFold انجام شد. نتایج: در شاخص مبتلا به OAT، 2 واریانت نادر هموزیگوت از نوع میس‌سنس در ژن‌های (p.Pro355Leu) DNAH9 و  (p.Arg493Trp)CFAP45شناسایی شد. هر دو ژن در ساختار و عملکرد تاژک اسپرم و تحرک آن نقش دارند. علاوه بر این، واریانت‌های دیگری نیز در ژن‌های مرتبط با اسپرمیوژنز، یکپارچگی آکروزوم و عملکرد بیضه شناسایی شدند. نتیجه گیری: یافته‌های این مطالعه نشان می‌دهد که WGS ابزار ارزشمندی برای شناسایی واریانت‌های نادر کاندید مرتبط با OAT است. واریانت‌های شناسایی‌شده در ژن‌های DNAH9 و CFAP45، همراه با سایر واریانت‌های کاندید، ممکن است در اختلال عملکرد اسپرم مشاهده‌شده در این بیمار نقش داشته باشند. همچنین، این مطالعه اهمیت استفاده از رویکردهای ژنومی برای درک بهتر پایه‌های ژنتیکی ناباروری مردان، به‌ویژه در جمعیت‌های دارای ازدواج فامیلی، را برجسته کرده و زمینه‌ای برای مطالعات عملکردی آینده و توسعه روش‌های تشخیصی شخصی‌سازی‌شده فراهم می‌کند.</div> <div style="text-align: justify;">Background: Oligoasthenoteratozoospermia (OAT) is a major cause of male infertility, characterized by low sperm count, poor motility, and abnormal morphology. While genetic factors contribute to a substantial proportion of cases, the specific variants underlying OAT remain largely unknown, especially in populations with high rates of consanguinity. Objective: To identify rare candidate variants potentially associated with OAT using whole-genome sequencing (WGS) in 7 men from consanguineous families. Materials and Methods: 7 men with OAT from consanguineous families, with normal karyotypes and no Y-chromosome microdeletions, were selected. WGS was performed, and variants were called using DeepVariant. These variants were then annotated using the Ensembl variant effect predictor. Rare variants were prioritized based on their predicted pathogenicity and relevance to reproduction, and candidate variants were validated. Protein structure modeling and analysis of mutation-induced effects on molecular interactions were carried out using Swiss model and AlphaFold. Results: We identified 2 rare homozygous missense variants in DNAH9 (p.Pro355Leu) and CFAP45 (p.Arg493Trp) in the index case with OAT. Both genes have been implicated in sperm flagellar structure and motility. Additional variants in genes associated with spermiogenesis, acrosomal integrity, and testicular function were also identified. Conclusion: Our findings demonstrate the potential utility of WGS in identifying rare candidate variants potentially associated with OAT. The identified DNAH9 and CFAP45 variants, together with additional candidate variants, may contribute to the impaired sperm function observed in this man. This study also highlights the value of genome-wide analyses in improving our understanding of male infertility, particularly in consanguineous populations, and provides a foundation for future functional studies and personalized diagnostic approaches.</div> ناباروری مردان, الیگواستنوتِراتوزواسپرمی, توالی‌یابی کل ژنوم, DNAH9, CFAP45. Male infertility, Oligoasthenoteratozoospermia, Whole-genome sequencing, DNAH9, CFAP45. 663 674 http://ijrm.ir/browse.php?a_code=A-10-503-13&slc_lang=en&sid=1 Sara Sadeghzadeh sadeghzadehsara3@gmail.com 0000-0001-9173-5114 No Department of Molecular Medicine, Faculty of Advanced Technologies in Medicine, Shahid Sadoughi University of Medical Sciences, Yazd, Iran. Agnieszka Malcher agnieszka.malcher@igcz.poznan.pl 0000-0002-3433-6990 No Institute of Human Genetics, Polish Academy of Sciences, Poznan, Poland. Razieh Ebrahimi Askari mgnebrahimi@gmail.com 0009-0000-8474-0601 No Department of Medical Genetics, Faculty of Medicine, Shahid Sadoughi University of Medical Sciences, Yazd, Iran. Fatemeh Sefid sefid.fateme@yahoo.com 0000-0003-0867-9305 No Department of Molecular Medicine, Faculty of Advanced Technologies in Medicine, Shahid Sadoughi University of Medical Sciences, Yazd, Iran. Rim Ibrahim rim.ibrahim@igcz.poznan.pl 0009-0008-2284-2264 No Institute of Human Genetics, Polish Academy of Sciences, Poznan, Poland. Krzysztof Pastuszak krzysztof.pastuszak@pg.edu.pl 0000-0002-5562-0114 No Department of Algorithms and System Modelling, Gdansk University of Technology, Gdansk, Poland. Aashish Srivastava aashish.srivastava@uib.no 0000-0003-0532-3979 No Genome Core Facility, Clinical Laboratory, Haukeland University Hospital, Bergen, Norway. Mohammadreza Dehghani dehghanidr@gmail.com 0000-0001-5134-9438 No Department of Medical Genetics, Faculty of Medicine, Shahid Sadoughi University of Medical Sciences, Yazd, Iran. Serajoddin Vahidi vahidi.seraj@gmail.com 0009-0008-2329-7464 No Andrology Research Center, Yazd Reproductive Sciences Institute, Shahid Sadoughi University of Medical Sciences, Yazd, Iran. Marzieh Lotfi marzeih.lotfi@gmail.com 0000-0001-7323-6717 No Department of Molecular Medicine, Faculty of Advanced Technologies in Medicine, Shahid Sadoughi University of Medical Sciences, Yazd, Iran. Nasrin Ghasemi ghasemi@ssu.ac.ir 0000-0002-1103-6004 Yes Department of Medical Genetics, Faculty of Medicine, Shahid Sadoughi University of Medical Sciences, Yazd, Iran. Maciej Kurpisz maciej.kurpisz@igcz.poznan.pl 0000-0003-3275-3245 No Institute of Human Genetics, Polish Academy of Sciences, Poznan, Poland.