國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Cell Research 于5月2日在線(xiàn)發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所劉默芳研究組關(guān)于小鼠粗線(xiàn)期piRNA指導(dǎo)精子形成后期mRNA大規(guī)模清除的最新研究成果。
不同于卵子含有大量母源mRNA和蛋白質(zhì)支持早期胚胎發(fā)育，成熟精子中僅殘留微量的mRNA，但目前還不清楚精子細(xì)胞中大量的mRNA是如何在形成精子前被大規(guī)模降解清除的。piRNA 是新近在動(dòng)物生殖系細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的一類(lèi)與PIWI家族蛋白相互作用的小分子非編碼RNA，在哺乳動(dòng)物的精子發(fā)生過(guò)程先后出現(xiàn)兩次表達(dá)高峰，分別被稱(chēng)為前粗線(xiàn)期piRNA與粗線(xiàn)期piRNA。目前對(duì)在早期生精細(xì)胞中表達(dá)的前粗線(xiàn)期piRNA的作用已有所了解，而在減數(shù)分裂前后大量表達(dá)的粗線(xiàn)期piRNA的功能還鮮為人知；粗線(xiàn)期piRNA的功能機(jī)制是領(lǐng)域當(dāng)前普遍關(guān)注的前沿?zé)狳c(diǎn)。
劉默芳研究組茍?zhí)m濤博士、研究生戴鵬和中山大學(xué)楊建華博士等共同發(fā)現(xiàn)，在小鼠延長(zhǎng)形精子細(xì)胞中，粗線(xiàn)期piRNA與其結(jié)合蛋白MIWI、脫腺苷酸酶CAF1組成pi-RISC復(fù)合物，通過(guò)堿基不完全配對(duì)方式識(shí)別靶mRNA 3非翻譯區(qū)（3¢UTR）的序列元件、誘導(dǎo)靶mRNA脫腺苷酸及降解；依賴(lài)于piRNA百萬(wàn)級(jí)數(shù)量的不同序列，pi-RISC介導(dǎo)了精子細(xì)胞發(fā)育后期數(shù)千不同mRNA的降解。這一研究工作不僅提供了精子形成后期mRNA大規(guī)模降解的分子機(jī)制，同時(shí)揭示了粗線(xiàn)期piRNA在精子發(fā)育中的重要功能，并證明piRNA除了沉默轉(zhuǎn)座子外，還參與調(diào)控編碼基因。
該工作與中山大學(xué)屈良鵠實(shí)驗(yàn)室、加州大學(xué)圣地亞哥分校付向東實(shí)驗(yàn)室及上海生科院生化與細(xì)胞所吳立剛實(shí)驗(yàn)室和王恩多實(shí)驗(yàn)室等合作完成，得到了國(guó)家科技部、國(guó)家基金委、中國(guó)科學(xué)院及上海市科委的資助。
上海生科院等發(fā)現(xiàn)粗線(xiàn)期piRNA指導(dǎo)小鼠精子形成后期mRNA的大規(guī)模清除
