本報(bào)訊（記者黃辛）中科院分子細(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）劉默芳研究組與武漢大學(xué)周宇研究組、上海市計(jì)劃生育科學(xué)研究所施惠娟研究組等多家實(shí)驗(yàn)室合作，發(fā)現(xiàn)精子細(xì)胞內(nèi)的PIWI/piRNA復(fù)合體可作為蛋白質(zhì)生產(chǎn)的調(diào)控“機(jī)器”，激活小鼠精子細(xì)胞中蛋白質(zhì)的翻譯，保障功能性精子的生成。12月13日，該成果論文發(fā)表于《細(xì)胞》。

　　據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全球有15%~20%的不孕不育夫婦，其中近50%是男性因素導(dǎo)致。在精子細(xì)胞演變?yōu)榫拥倪^(guò)程中，隨著精子變形和細(xì)胞核的壓縮，到一定發(fā)育階段后，細(xì)胞核內(nèi)的基因轉(zhuǎn)錄活動(dòng)將完全停止，那些為后期精子細(xì)胞發(fā)育所需的基因都需要提前轉(zhuǎn)錄為信使核糖核酸（mRNA），然后以抑制狀態(tài)儲(chǔ)存在精子細(xì)胞中，直到特定的發(fā)育階段再被激活翻譯，合成蛋白質(zhì)發(fā)揮作用。這就是精子形成過(guò)程中經(jīng)典的“轉(zhuǎn)錄—翻譯解偶聯(lián)”現(xiàn)象，但如何讓“停工”進(jìn)入“倉(cāng)庫(kù)”的mRNA重啟工作狀態(tài)，一直是生殖生物學(xué)中的不解之謎，科學(xué)家這次找到了打開“倉(cāng)庫(kù)”大門的關(guān)鍵“鑰匙”。

　　劉默芳等人研究發(fā)現(xiàn)，一類動(dòng)物生殖細(xì)胞特異性小分子非編碼RNA—piRNA，通過(guò)與同樣是生殖細(xì)胞特有的PIWI家族蛋白形成的PIWI/piRNA復(fù)合體“機(jī)器”，“正向”調(diào)控了精子細(xì)胞中mRNA的“復(fù)工”，并進(jìn)一步鑒定到真核生物翻譯起始因子eIF3f 和RNA結(jié)合蛋白HuR“協(xié)助”完成此過(guò)程。借助mRNA上的HuR識(shí)別“標(biāo)簽”，PIWI/piRNA可在“mRNA倉(cāng)庫(kù)”中準(zhǔn)確地挑選靶標(biāo)mRNA，并與游離在“mRNA倉(cāng)庫(kù)”外周、作為開啟翻譯關(guān)鍵“鑰匙”的eIF3f 協(xié)同作用，啟動(dòng)靶標(biāo)mRNA翻譯和蛋白質(zhì)產(chǎn)物生成，從而保證精子健康發(fā)育。若此過(guò)程出現(xiàn)故障，mRNA將無(wú)法被及時(shí)激活制造蛋白質(zhì)，導(dǎo)致精子細(xì)胞發(fā)育受阻及雄性生殖異常。

　　劉默芳表示，這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)了精子發(fā)育過(guò)程中蛋白質(zhì)翻譯激活的重要機(jī)制，促進(jìn)了人們對(duì)精子形成生物學(xué)過(guò)程的認(rèn)識(shí)和了解，將為精子形成障礙及相關(guān)男性不育癥的早期分子診斷及臨床治療提供理論依據(jù)和方法技術(shù)。

　　原載于《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 2019年12月16日 頭版

　　作者：黃辛