单一蛋白质可以控制精子发育所必需的数千个基因

根据凯斯西储大学医学院的一项新研究，单个蛋白质可以调节精子发育中的一系列关键基因。科学家发现，这种被称为Dazl的蛋白质可以控制一系列基因网络，这些基因网络对精子的繁殖和存活至关重要。发表在《细胞报告》上的研究成果可以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，但对它在细胞中的实际作用却知之甚少。”这项研究的第一作者、凯斯西储大学的研究生Leah Zagore说。扎戈尔的研究表明，Dazl在生殖细胞中物理附着了2290个RNA，生殖细胞是最终长成精子的祖细胞。

生殖细胞是非凡的——它们变成精子和卵子，最终成为生物体的后代。尤其是男性生殖细胞，在人的一生中，必须一次又一次的复制。“这种特殊的细胞需要独特的基因表达调控，”扎戈尔说。“Dazl是一个主要的监管机构。它可以促进其他蛋白质的正确水平，从而控制精子生长中的许多必要过程，包括增殖和细胞存活。

研究人员表示，虽然Dazl与成千上万的RNA结合，但并不是每个相互作用都是有意义的。“Dazl结合了RNA中一个非常简单的序列，一串三个RNA碱基(GUU)，遍布整个RNA片段。然而，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、凯斯西储大学医学院RNA科学与治疗中心助理教授Donny Licatalosi博士说。“这发生在几乎所有信使RNA末端的polyA尾巴’之前，而polyA尾巴’是制造蛋白质的模板。”

这种高度限制性的模式表明polyA tail是Dazl结合的关键决定因素。它是将Dazl装载到数千种不同mRNA上的一般递送机制的一部分。令人惊讶的是，只有一部分与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都装载了Dazl，但对于仅RNA的一个子集，这种相互作用直接导致正基因调控。利卡塔洛西说，“你可以把它想象成一场大规模的营销活动。只有少数受访者的意见真正重要。“受调节基因亚组中的许多RNA编码细胞周期蛋白-Dazl在发育精子中调节细胞增殖中起重要作用。

这项工作是哥伦比亚大学和凯斯西储许多核心设施的合作，包括细胞计数和显微镜核心，基因组核心，转基因和靶向设施。Licatalosi说，“只有将荧光标记细胞、流式细胞仪和各种RNA分析和绘图工具结合起来，我们才能将各个部分放在一起，回答长期以来关于Dazl在生殖细胞存活中的作用的问题。”“我们现在对确保生殖细胞存活的分子事件有了更好的理解。”扎戈尔补充说，“Dazl的研究也可以让我们更好地了解控制细胞周期调节的方法和用于协调RNA网络的机制。”

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