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中国科学家发现精子发育过程中蛋白质翻译激活重要机制

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 据不完全统计,近20年我国不孕不育率从6.9% 升至17.1%,其中近50%是男性因素导致,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,细胞核内的基因转录活动将完全停止,为后期精子细胞发育所需的基因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发挥作用。但如何让“停工”进入“仓库”的mRNA重启工作状态一直是生殖生物学中一个不解之谜。

  我国科学家发现一类动物生殖细胞特异性小分子非编码RNA—piRNA (PIWI-interacting RNAs),通过与生殖细胞特有的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,极大地促进了对精子形成生物学过程的认识和理解,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。


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