科技日报记者王春
据不完全统计,全球约有15-20%的不孕不育佳耦,此中近50%是男性身分致使。情况污染、糊口压力、遗传病等身分是造成男性不育的主要缘由,但今朝有一半以上不育男性没法明白其病因。中国科学院份子细胞科学出色立异中间(生物化学与细胞生物学研究所,简称“份子细胞中间”)刘默芳研究组与国表里多家尝试室合作,发现精仔细胞内的PIWI/piRNA复合体可作为卵白质出产的调控“机械”,激活小鼠精仔细胞中卵白质的翻译,保障功能性精子的天生。该研究揭露了精仔细胞中翻译和卵白质合成的新调控机制,为精子构成障碍及相干男性不育症的诊断医治供给理论根据和方式手艺。该功效于北京时候12月13日清晨在国际顶级学术期刊《细胞》上颁发。
在精仔细胞演化为精子的进程中,跟着精子变形和细胞核的紧缩,到必然发育阶段后,细胞核内的基因转录勾当将完全遏制,那些为后期精仔细胞发育所需的基因都需要提早转录为信使核糖核酸(mRNA),然后以按捺状况贮存在精仔细胞中,直到特定的发育阶段再被激活翻译,合成卵白质阐扬感化。这就是精子构成进程中经典的“转录-翻译解偶联”现象,但若何让“停工”进进“仓库”的mRNA重启工作状况?这一向是生殖生物学中一个不解之谜,科学家们此次找到了打开“仓库”年夜门的关头“钥匙”。
刘默芳研究组与多家尝试室合作研究发现,一类动物生殖细胞特异性小份子非编码RNA——piRNA,经由过程与一样是生殖细胞独有的PIWI家族卵白构成的PIWI/piRNA复合体“机械”,“正向”调控了精仔细胞中mRNA的“复工”,并进一步判定到真核生物翻译肇端因子eIF3f 和RNA连系卵白HuR“协助”完成此进程;借助mRNA上的HuR辨认“标签”,PIWI/piRNA可在“mRNA仓库”中精确地遴选靶标mRNA,并与游离在“mRNA仓库”外周、作为开启翻译关头 “钥匙”的eIF3f 协同感化,启动靶标mRNA翻译和卵白质产品天生,从而包管精子健康发育。若此进程呈现故障,mRNA将没法被实时激活制造卵白质,致使精仔细胞发育受阻及雄性生殖异常。此项研究发现了精子发育进程中卵白质翻译激活的主要机制,极年夜地增进了我们对精子构成生物学进程的熟悉和领会,将为相干男性不育症的初期份子诊断及临床医治供给理论根据和方式策略。
图片中,piRNA(批示棒)批示PIWI(琵琶)、eIF3f(二胡)和HuR(箜篌),激活了靶基因的翻译(五线谱)。音乐家眼前的曲谱是编码“精子”的暗码子。跟着批示棒的摆动,曲谱酿成美好的旋律,意味着不竭发生精子。 图/主办方供图
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