单一蛋白质可控制数千种精子发育所必需的基因

根据凯斯西储大学医学院的一项新研究，单一蛋白质可调节发育中精子中的一系列关键基因。科学家们发现这种叫做Dazl的蛋白质可以控制一系列基因网络，这些基因对精子的复制和生存至关重要。发表在Cell Reports上的研究结果可为未来不育男性的治疗研究奠定基础。“虽然人们知道Dazl对生育和生殖健康非常重要，但它在细胞内的实际作用却知之甚少。”该研究的第一作者，凯斯西储大学的研究生Leah Zagore说。Zagore的研究表明，Dazl在生殖细胞内物理附着2,290个RNA - 最终生长成精子的祖细胞。

生殖细胞是非凡的 - 它们成为精子和卵子，最终成为生物体的后代。特别是雄性生殖细胞必须在一个人的生命过程中一次又一次地复制。“这种特殊的细胞需要对基因表达进行独特的调控和控制，”Zagore说“Dazl是一个主要的调节因子。它可以促进其他蛋白质的正确水平，从而控制生长精子中的许多必需过程，包括增殖和细胞存活“。研究人员表示，尽管Dazl与数千种RNA结合，但并非每次相互作用都是有意义的。“Dazl在RNA中结合了一个非常简单的序列，一串三个RNA碱基(GUU)，它们遍布整个RNA片段。但我们发现直接与Dazl结合的GU-Us高度集中在RNA上的特定位点，” Zagore的顾问Donny Licatalosi博士说，他是凯斯西储大学医学院RNA科学和治疗学中心的助理教授。“这一点发生在几乎所有信使RNA末端的'polyA尾'之前，这些RNA是制造蛋白质的模板。”

这种高度限制的模式表明polyA尾部是Dazl结合的关键决定因素。它作为将Dazl加载到数千种不同mRNA上的一般递送机制的一部分。令人惊讶的是，只有一部分具有Dazl结合的RNA(约22%)似乎受其调节。递送策略是广泛的，因此许多RNA加载有Dazl，但仅对于RNA的一个子集，这种相互作用直接导致阳性基因调节。Licatalosi说：“你可以把它想象成一场大规模的市场营销活动，只有少数回应者的意见真的很重要。”受调节基因子集中的许多RNA编码细胞周期蛋白 - 将Dazl置于调节发育精子中细胞增殖的中心作用。

这项工作是哥伦比亚大学和许多Case Western Reserve核心设施的合作，包括细胞计数和显微镜核心，基因组学核心，转基因和靶向设施。Licatalosi说：“只有通过结合荧光标记细胞，流式细胞仪和多种RNA分析和绘图工具，我们才能将各个部分放在一起，回答有关Dazl在生殖细胞存活中作用的长期问题。”“我们现在对确保生殖细胞存活的分子事件有了更好的了解。”Zagore补充道，“Dazl研究还可以让我们更好地了解控制细胞周期调控的途径以及用于协调RNA网络的机制。”