2月3日，國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Molecular Cell在線發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心（生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所）劉默芳研究組的最新研究成果“LARP7-Mediated U6 snRNA Modification Ensures Splicing Fidelity and Spermatogenesis in Mice”。該研究報(bào)道了LARP7蛋白通過(guò)促進(jìn)U6 snRNA與具有RNA甲基化催化活性的box C/D snoRNP相互作用，介導(dǎo)了U6的2′-O-甲基化修飾，并進(jìn)一步證明此過(guò)程為小鼠生精細(xì)胞中mRNA剪接保真性及精子發(fā)生必需。

    在真核細(xì)胞中，絕大部分新轉(zhuǎn)錄mRNA轉(zhuǎn)錄本（Pre-mRNA）需經(jīng)過(guò)剪接移除內(nèi)含子，才能形成可翻譯的成熟mRNA，此過(guò)程由包括五種snRNA（U1、U2、U4、U5、U6）及其相互作用蛋白組成的剪接體（spliceosome）催化完成。在5種剪接體snRNA中，U6的保守性最強(qiáng)，位于剪接體催化中心且為剪接體催化活性必需。U6存在多種修飾，其中2′-O-甲基化修飾最為豐富，多個(gè)U6修飾從酵母到人完全保守。然而，目前對(duì)這些修飾的調(diào)控機(jī)制及其與mRNA剪接之間的關(guān)系尚知之甚少。此外，哺乳動(dòng)物的精子發(fā)生是一個(gè)復(fù)雜而精細(xì)的細(xì)胞分化過(guò)程，受到特定基因時(shí)空特異性的調(diào)控。與之一致的是，在哺乳動(dòng)物成年個(gè)體中，相較于其他組織，睪丸組織的轉(zhuǎn)錄活性和可變間接頻率都是最高的，但生精細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄出來(lái)的大量mRNA是如何被快速而精確的剪接，領(lǐng)域中卻鮮有報(bào)道。

    劉默芳研究組與國(guó)內(nèi)外多家實(shí)驗(yàn)室合作，以小鼠睪丸為研究系統(tǒng)，探索了U6 snRNA修飾的調(diào)控機(jī)制及其在mRNA剪接中的功能，發(fā)現(xiàn)一個(gè)在睪丸高表達(dá)的RNA結(jié)合蛋白LARP7，對(duì)生精細(xì)胞中U6的2′-O-甲基化修飾至關(guān)重要。已有研究發(fā)現(xiàn)，LARP7通過(guò)與7SK RNA結(jié)合，抑制RNA聚合酶II轉(zhuǎn)錄延伸，還有研究發(fā)現(xiàn)Larp7基因突變與人類Alazami綜合征相關(guān)。進(jìn)一步的機(jī)制研究揭示，LARP7同時(shí)結(jié)合U6和snoRNA，協(xié)助U6裝載到box C/D snoRNP上，進(jìn)而促使box C/D snoRNP中的甲基轉(zhuǎn)移酶FBL對(duì)其進(jìn)行2′-O-甲基化修飾。更重要的是，LARP7介導(dǎo)的U6 2′-O-甲基化修飾對(duì)小鼠生精細(xì)胞中的mRNA精確及精子發(fā)生至關(guān)重要，生殖細(xì)胞條件性敲除Larp7基因致小鼠雄性不育。此項(xiàng)研究揭示了U6 snRNA修飾的調(diào)控機(jī)制，并首次證明U6 2′-O-甲基化修飾對(duì)哺乳動(dòng)物mRNA的精準(zhǔn)剪接及精子發(fā)生至關(guān)重要。

    該項(xiàng)研究工作在分子細(xì)胞中心劉默芳研究員的指導(dǎo)下，由分子細(xì)胞中心博士后王鑫、博士研究生李智彤、閆越和中山大學(xué)博士研究生林鵬輝共同完成。同時(shí)，該研究得到了德國(guó)維爾茨堡大學(xué)Utz Fischer教授、雷根斯堡大學(xué)Gunter Meister教授、分子細(xì)胞中心李黨生研究員、李勁松研究員、惠靜毅研究員、復(fù)旦大學(xué)林金鐘教授和中山大學(xué)楊建華教授等的大力協(xié)助。該項(xiàng)成果受到了國(guó)家自然科學(xué)基金委、科技部、中科院、上海市科委等的經(jīng)費(fèi)支持。該工作的數(shù)據(jù)收集還得到了分子細(xì)胞中心公共技術(shù)服務(wù)中心動(dòng)物實(shí)驗(yàn)技術(shù)平臺(tái)、分子生物學(xué)技術(shù)平臺(tái)和細(xì)胞分析技術(shù)平臺(tái)和國(guó)家蛋白質(zhì)科學(xué)中心（上海）等的支持。

文章鏈接 https://doi.org/10.1016/j.molcell.2020.01.002