据不完全统计,全球约有15-20%的不孕不育夫妇,其中近50%是男性因素导致。环境污染、生活压力、遗传病等因素是造成男性不育的重要原因,但目前有一半以上不育男性无法明确其病因。
在精子细胞演变为精子的过程中,随着精子变形和细胞核的压缩,到一定发育阶段后,细胞核内的基因转录活动将完全停止,那些为后期精子细胞发育所需的基因都需要提前转录为信使核糖核酸(mRNA),然后以抑制状态储存在精子细胞中,直到特定的发育阶段再被激活翻译,合成蛋白质发挥作用。这就是精子形成过程中经典的“转录-翻译解偶联”现象。
但如何让“停工”进入“仓库”的mRNA重启工作状态?这一直是生殖生物学中一个不解之谜,科学家们这次找到了打开“仓库”大门的关键“钥匙”。
刘默芳研究组与多家实验室合作研究发现,一类动物生殖细胞特异性小分子非编码RNA——piRNA,通过与同样是生殖细胞特有的PIWI家族蛋白形成的PIWI/piRNA复合体“机器”,“正向”调控了精子细胞中mRNA的“复工”,并进一步鉴定到真核生物翻译起始因子eIF3f和RNA结合蛋白HuR“协助”完成此过程。
借助mRNA上的HuR识别“标签”,PIWI/piRNA可在“mRNA仓库”中准确地挑选靶标mRNA,并与游离在“mRNA仓库”外周、作为开启翻译关键 “钥匙”的eIF3f 协同作用,启动靶标mRNA翻译和蛋白质产物生成,从而保证精子健康发育。若此过程出现故障,mRNA将无法被及时激活制造蛋白质,导致精子细胞发育受阻及雄性生殖异常。
此项研究发现了精子发育过程中蛋白质翻译激活的重要机制,极大地促进了我们对精子形成生物学过程的认识和了解,将为相关男性不育症的早期分子诊断及临床治疗提供理论依据和方法策略。
该项研究工作由分子细胞中心刘默芳研究组与武汉大学周宇研究组、上海市计划生育科学研究所施惠娟研究组合作完成。
在采访中,记者从该中心工作人员处获悉,针对前期网传“裴钢院士被实名举报论文造假”的信息,该中心已请外部专家进行初步核查,没有发现该论文造假的证据。
作者:许琦敏
编辑:李晨琰
责任编辑:顾军
*独家稿件,转载请注明出处。