研究人員系統鑒定出哺乳動物生精細胞RNA結合蛋白

南京醫科大學教授鄭科、郭雪江和副教授林明焰與中南大學教授、中信湘雅生殖與遺傳專科醫院副院長譚躍球等課題組合作，系統鑒定了哺乳動物生精細胞RNA結合蛋白、RNA結合結構域和非結構域元件，構建其男性不育相關基因突變圖譜，并揭示一非結構域元件增強RNA結合和調節精子發生的功能機制。近日，該成果在線發表于Science 。

產生結構和功能正常的精子，是所有有性生殖動物繁衍后代的基礎。精子在睪丸中發生，并具有進化的保守性。人類的睪丸內，精子發生長達64天，是一個極其復雜而獨特的細胞分化和發育過程，受到一組時空特異性表達基因的精密調控。

精子形成過程中，隨著精子細胞變形和細胞核的壓縮，基因轉錄活動將逐漸降低直至完全停止，那些為精子細胞后期階段發育所需的基因都需要提前轉錄為mRNA，然后通過RNA結合蛋白（RBP）以翻譯抑制狀態儲存在精子細胞中，直到特定發育階段再被激活翻譯。

RBP在轉錄或轉錄后水平調控基因表達，是非編碼RNA調控、相分離等過程中的重要組成元件，是精子發生領域的前沿研究熱點。但人們對于RBP如何動態調節精子發生過程中大量RNA缺乏系統性了解，對于RBP的非結構域元件還未得到充分探索。盡管已報道RBP的功能障礙可能與男性不育有關，但其序列突變與男性不育之間的關聯也缺乏全基因組水平的認識。

為回答上述問題，研究團隊建立了較完整的精子發生 RBP圖譜，發現了那些具有從前未知的RNA相關活性、特異于減數分裂和精子變形階段發揮功能的RBP；分析了精子發生的蛋白質組學數據，并結合男性不育樣本基因組學結果，在系統層面上揭示RBP對人類精子發生的突出作用及ER基序等非結構域元件的潛在臨床致病性，揭示 RBP圖譜在男性不育領域具有重要的臨床價值。

據介紹，該研究為與精子發生和男性不育相關的RNA結合蛋白提供了全面和豐富的資源，并證明了非結構域元件在調控RNA和精子發生中的功能意義，突顯了該資源在解碼男性生育的遺傳和分子基礎方面的潛在重要價值。

相關論文信息：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adj8172