ÌÇÐÄÍøÒ³°æ

Under de senaste tio åren har forskning visat att spermier är betydligt mer dynamiska än man tidigare trott. Vi och andra har visat att faktorer som kost och metabol hälsa kan förändra spermiernas molekylära innehåll, både hos djur och människor. Samtidigt återstår en avgörande fråga: vilka av dessa förändringar har faktisk betydelse för fertilitet och embryots utveckling?

VÃ¥r strategi

För att förstå hur miljö och livsstil påverkar spermier kombinerar vi studier på människor med experimentella modeller. Studier på människor gör det möjligt att undersöka hur faktorer som kost snabbt påverkar spermiernas molekylära innehåll under verkliga förhållanden. Med hjälp av bananflugan Drosophila melanogaster kan vi sedan testa vilka av dessa molekyler som faktiskt påverkar befruktning och embryots utveckling.

Pågående forskning

• - Kan kosten förändra spermier pÃ¥ bara nÃ¥gra veckor?
  I DIET-IS studerar vi två veckor med hälsosam kost påverkar små RNA i spermier hos män som genomgår IVF-behandling. Målet är att förstå hur snabbt spermier reagerar på förändringar i miljö och livsstil, och om dessa molekylära förändringar kan ha betydelse för fertilitet och embryots utveckling.
• Funktionell testning – Vi använder oss av bananfluga för att undersöka hur kostkänsliga RNA-molekyler i spermier pÃ¥verkar embryots utveckling.

Viktiga publikationer

Ost et al., Cell (2014)
Visade för första gången i bananfluga att pappans kost före befruktningen kan påverka avkommans ämnesomsättning. Studien bidrog till att etablera idén att information utöver DNA kan föras vidare via spermier.

Ìý

Natt et al., PLOS Biology (2019)
Visade att spermier hos män snabbt reagerar på förändringar i kosten. Redan efter några dagar kunde förändringar i spermiernas små RNA påvisas, vilket visar att spermier är betydligt mer dynamiska än man tidigare trott.

Ramesh et al., Antioxidants & Redox Signaling (2023)
Identifierade mitokondriella små RNA i spermier som påverkas av kost och metabol hälsa. Studien gav nya insikter om hur spermiers energimetabolism kan kopplas till molekylära signaler.

Vart är vi på väg

Kan vi ge bättre råd till blivande pappor?

Allt fler studier visar att livsstil och hälsa påverkar spermiernas biologiska innehåll. Trots detta finns det idag få vetenskapligt grundade råd riktade till män som planerar att bli föräldrar. Vi hoppas att vår pågående studie DIET-IS kommer kunna ge svar på frågan om en kort dietintervention är positiv för manlig fertilitet och att det ska leda till framtida rekommendationer.

Varje ny individ börjar med en enda spermie och ett enda ägg. Trots att detta ögonblick är avgörande för resten av livet vet vi fortfarande förvånansvärt lite om hur spermien påverkar embryots första utvecklingssteg.

Under de senaste åren har forskning visat att spermier för med sig molekylära signaler som kan påverka embryots utveckling redan från de första celldelningarna. I vår forskning har vi visat att vissa små RNA i spermier är kopplade till både befruktning och embryokvalitet vid IVF, vilket tyder på att spermiernas molekylära innehåll kan spela en viktig roll redan under de första dagarna av livet.

Samtidigt vet vi fortfarande väldigt lite om hur embryot tolkar dessa signaler. Vilka molekyler har betydelse? Hur påverkar de embryots utveckling? Och kan denna kunskap hjälpa oss att bättre förstå fertilitet och ofrivillig barnlöshet?

VÃ¥r strategi

För att förstå hur spermier påverkar embryots utveckling kombinerar vi studier på människor med experimentella modeller. Genom att studera par som genomgår IVF kan vi identifiera molekyler i spermier som är kopplade till befruktning och embryokvalitet. Med hjälp av bananflugan Drosophila melanogaster och blastoidmodeller kan vi sedan undersöka vilka av dessa molekyler som faktiskt påverkar embryots utveckling.

På så sätt kan vi gå från samband till mekanismer - från att upptäcka molekylära signaler i spermier till att förstå hur de påverkar embryots allra första utvecklingssteg.

Pågående forskning

• Spermie-RNA och embryokvalitet vid IVF
  Studier av par som genomgår IVF för att identifiera små RNA i spermier som är kopplade till befruktning, embryokvalitet och utvecklingspotential.
• Hur spermie-RNA pÃ¥verkar embryot
  Experimentella studier i bananfluga för att förstå hur RNA från spermier reglerar de första stegen i embryots utveckling.
• Tidiga utvecklingsprogram hos människa
  Studier av mänskliga embryon och blastoidmodeller för att undersöka hur spermie-RNA påverkar embryots utveckling och bildningen av moderkakan.

Viktiga publikationer

Isacson et al., Nature Communications (2025)
Här visade vi att små RNA i mänskliga spermier är kopplade till både befruktning och embryokvalitet vid IVF. Studien ger stöd för att spermiernas molekylära innehåll kan påverka embryots utveckling redan under de första dagarna av livet.

Örkenby et al., Molecular Systems Biology (2023)
I den här studien visar vi att små RNA reglerar några av embryots allra första utvecklingssteg hos bananfluga. Studien bidrog till att förklara hur tillfälliga förändringar i RNA kan få långsiktiga effekter på utvecklingen.

Ost et al., Cell (2014)
Visade för första gången att miljöpåverkan före befruktningen kan påverka nästa generation via information som förs vidare genom spermier.

Vart är vi på väg

Kan spermier berätta mer om fertilitet än vi trott?

I dag bygger bedömningen av manlig fertilitet till stor del på hur många spermier som finns, hur de rör sig och hur de ser ut. Men spermier innehåller också molekylär information som kan påverka embryots utveckling. Genom att förstå dessa signaler hoppas vi kunna utveckla bättre verktyg för att förstå, diagnostisera och behandla infertilitet.

Allt fler studier visar att spermier innehåller ett rikt och komplext RNA-landskap. Samtidigt blir det tydligt att många av dessa molekyler inte kan upptäckas med traditionella metoder. Det innebär att viktiga biologiska signaler kan ha förblivit dolda, trots årtionden av forskning.

I vår forskargrupp har vi utvecklat nya metoder för att upptäcka RNA-molekyler som tidigare varit osynliga för konventionella analyser. Dessa verktyg har redan avslöjat nya biologiska signaler i spermier, men mycket återstår att förstå. Därför fortsätter vi att utveckla både experimentella och beräkningsbaserade metoder för att kartlägga spermiernas dolda RNA-landskap och undersöka hur dessa molekyler påverkar fertilitet och embryots utveckling.

VÃ¥r strategi

För att upptäcka nya biologiska signaler krävs ofta nya verktyg. I vår forskargrupp utvecklar vi metoder för RNA-sekvensering och dataanalys som gör det möjligt att upptäcka molekyler som tidigare varit osynliga för konventionella analyser.

När vi identifierat nya RNA-molekyler undersöker vi deras funktion i experimentella modeller. Genom att kombinera metodutveckling med molekylärbiologi kan vi gå från upptäckt till förståelse och kartlägga de signaler som formar spermiernas dolda RNA-landskap.

Pågående forskning

• Att upptäcka tidigare osynliga RNA-signaler i spermier
  Traditionella RNA-analyser fångar bara en del av spermiernas molekylära innehåll. Med hjälp av vår sekvenseringsmetod 5XP-seq och analysplattformen Seqpac har vi identifierat RNA-molekyler som tidigare undgått upptäckt.

Vår nuvarande forskning fokuserar på att förstå vilken funktion dessa RNA har efter befruktningen. Vi undersöker hur de bearbetas i det tidiga embryot och om de bidrar till att reglera de första utvecklingsstegen efter befruktningen.

Viktiga publikationer

Kugelberg et al., (under review) - Non-canonical sperm-borne miRNAs regulate maternal mRNA in the Drosophila embryo
Vi har identifierade en tidigare okänd grupp av miRNA i spermier som undgått upptäckt med traditionella metoder. Studien visar att dessa RNA kan påverka regleringen av maternella mRNA under embryots allra första utvecklingssteg.

Kugelberg et al., RNA Biology (2021)
Utvecklade 5XP-seq, en ny sekvenseringsmetod som gör det möjligt att upptäcka små RNA med olika kemiska egenskaper och därmed avslöja molekyler som tidigare varit osynliga för standardmetoder.

Skog et al., Bioinformatics (2023)
Utvecklade Seqpac, en analysplattform för små RNA-data som möjliggör reproducerbara analyser och upptäckt av nya RNA-signaler.

Vart är vi på väg

Utvecklingen inom RNA-biologi fortsätter att avslöja nya molekyler och biologiska signaler som tidigare varit okända. Samtidigt visar våra egna studier att viktiga RNA-signaler kan ha förblivit dolda därför att de inte fångas upp av traditionella analysmetoder.

I takt med att nya tekniker gör det möjligt att upptäcka och tolka dessa signaler hoppas vi kunna kartlägga fler delar av spermiernas dolda språk och förstå hur information förs vidare mellan generationer.

Hur kan föräldrars livsstil påverka nästa generation? Den frågan har följt mig genom hela min forskarkarriär.

Under de senaste femton åren har vår forskning bidragit till att visa att spermier påverkas av miljö och livsstil, att dessa förändringar kan kopplas till fertilitet och embryoutveckling, och att RNA spelar en viktig roll i denna process. Idag arbetar vi med att förstå de molekylära mekanismer som ligger bakom dessa samband.