FXR1通过相分离激活后期精子细胞中mRNA的翻译

<正>减数分裂后的单倍体精子细胞经过一系列剧烈形态及结构变化,包括细胞质丢弃、细胞核压缩、顶体和鞭毛形成等,最终发育为高度特化的精细胞或精子,此过程被称为精子形成(spermiogenesis)[1～3]。基于精子细胞的形态变化,研究人员将小鼠的精子形成过程划分为16个步骤：第1～8步球形精子细胞期,第9～11步延长形精子细胞期,第12～14步长形精子细胞期,第15～16步精子细胞则基本发育完成,呈现典型的弯钩状[4]。     

绿色荧光蛋白

来源于水母Aequorea victoria的绿色荧光蛋白(green fluorescent protein, GFP)现已成为在生物化学和细胞生物学中研究和开发应用得最广泛的蛋白质之一. 其内源荧光基团在受到紫外光或蓝光激发时（λ_max=395 nm, 小峰在479 nm）可高效发射清晰可见的绿光. GFP的高分辨率晶体结构为了解和研究蛋白质结构和光谱学功能关系提供了一个极好的机会. GFP已成为一个监测在完整细胞和组织内基因表达和蛋白质定位的理想标记. 通过突变和蛋白质工程构建的GFP嵌合蛋白在生理指示剂、生物传感器、光化学领域以及生产发光纤维等方面展示了广阔前景.     

Piwi/piRNA调控异常与男性不育症

男性不育是一个全球性的人口与健康问题,主要病因是少弱畸形精子症或不明原因。最近的生殖生物学和临床医学研究发现了一系列与男性不育相关的基因突变和调控通路,促进了对男性不育致病原因及机理的认识。piRNA(piwi-interacting RNA)是2006年发现的一类动物生殖细胞特异性小分子非编码RNA,通过与Piwi家族蛋白结合形成Piwi/piRNA复合物,在沉默转座子、维持生殖细胞基因组稳定性和完整性、调控生殖细胞发育分化和配子形成等过程中发挥不可或缺的重要生物学功能。近期的研究提示,Piwi/piRNA调控通路异常与男性不育相关。现简要总结和概述了近期关于Piwi/piRNA调控通路在精子发生和男性不育中的生物学功能和机制方面的研究进展。     

MicroRNA作用机制研究的新进展

microRNA（miRNA）是一种非蛋白质的新型基因表达调控因子,对真核生物基因表达起非常重要的调控作用.关于miRNA的功能及作用机制方面的研究是当前生命科学研究的前沿热点,研究人员陆续提出了一些假说模型,诸如翻译起始抑制、翻译起始后抑制、mRNA降解、P小体（Processing Body）,SG（Stress Granules）颗粒扣押靶mRNA等来阐述miRNA如何抑制其靶基因的表达.此外,最近还有文献报道了一些全新的miRNA作用方式,如去抑制和miRNA激活作用等.本文将简要介绍一些miRNA作用机制研究的新进展及相关作用模型.     

piRNA和PIWI蛋白的功能机制研究进展

piRNA是2006年7月在动物生殖细胞中发现的一类新小分子非编码RNA。piRNA特异地与PIWI家族蛋白相互作用,因此,被命名为PIWI-interacting RNA,简称piRNA。这类长度在26～32核苷酸的小分子非编码RNA代表了一个生殖细胞转座子沉默的独特小RNA通路。它们可能通过与PIWI家族蛋白质相互作用,在表观遗传学水平和转录后水平沉默转座子等基因组自私性遗传元件,参与生殖干细胞自我维持和分化命运决定、减数分裂、精子形成等生殖相关事件。在piRNA发现后短短数年的时间,对其生物发生、功能及作用机制的研究都取得了诸多重大突破。该文就piRNA研究的最新研究进展作一简述。     

小非编码RNA在精子发生及男性不育中的功能机制

小非编码RNA是一类特殊的基因调控因子,可在转录、转录后和表观遗传水平上调控真核生物细胞的基因表达.大量研究发现,包括piRNA, miRNA和tsRNA等小非编码RNA在哺乳动物雄性生殖细胞中高丰度表达,为精子发生和雄性生殖必需,其表达异常及相关调控通路基因突变与男性不育密切相关.本文总结近期关于小非编码RNA与精子发生相关的研究进展,将主要概述小非编码RNA在哺乳动物精子发生中的生物学功能和作用机制相关最新研究进展,并探讨其异常调控与男性不育的相关性及其在男性不育临床诊治中的潜在应用.     

非编码RNA研究技术概述

非编码RNA是当前生命科学研究领域的前沿热点。系统地研究生物体内非编码RNA的起源、结构、功能和作用机制,有助于我们更加全面、深入地了解基因表达调控机理及生物体的生命活动,而科学问题的解答依赖于实验技术和实验方法的创新和革命。本文按不同的实验目的和研究内容,就当前非编码RNA领域内主要的研究策略和方法技术作一简述。     

MIWI/piRNA激活小鼠精子细胞mRNA翻译的新功能机制研究

哺乳动物减数分裂后期的精子发生(spermatogenesis),即精子形成(spermiogenesis),是一个剧烈的细胞形态变化过程。伴随精子细胞中细胞核压缩和染色质重构,基因转录活性将逐渐降低直至完全停止,那些为精子细胞后期阶段发育所需的基因都需要提前转录为信使核糖核酸(mRNA),然后以翻译抑制状态储存在精子细胞中,直到特定发育阶段再被激活翻译,以合成蛋白质发挥作用。这个现象被称为“转录–翻译解偶联”,是精子发生中基因表达调控的一个典型特征。然而,目前对于精子细胞中被抑制的mRNA是如何被翻译激活的还知之甚少。我们当前的这项研究发现,MIWI/piRNA通过与翻译起始因子eIF3f、RNA结合蛋白HuR等因子形成功能性翻译激活复合物,特异性地激活小鼠精子细胞中包含AU序列富含元件(AU-rich element,ARE)mRNA的翻译。此项研究揭示了PIWI/piRNA在精子细胞翻译激活中的新功能,并证明此功能为精子细胞发育和功能性精子生成所必需。     

小RNA与蛋白质的相互作用

小分子调控RNA,包括siRNA（small interfering RNA）、miRNA（microRNA）和piRNA（piwiinteracting RNA）、hsRNA（heterochromatin associatedsmall RNA）等,是当前生命科学研究的前沿热点。越来越多的证据表明,这些小分子RNA存在于几乎所有较高等的真核生物细胞中,对生物体具有非常重要的调控功能。它们通过各种序列特异性的RNA基因沉默作用,包括RNA干扰（RNAi）、翻译抑制、异染色质形成等,调控诸如生长发育、应激反应、沉默转座子等各种各样的细胞进程。随着对这些小分子调控RNA的发现,一些RNascⅢ酶家族成员、Argonaute蛋白质家族成员及RNA结合蛋白质等先后被鉴定为小RNA的胞内蛋白质合作者,参与小RNA的加工成熟和在细胞内行使功能。本综述简介一些RNA沉默作用途径中重要组分的结构和功能的研究进展。     

RNAi机器

小分子非编码RNA,以不同于蛋白质调控因子的全新方式,通过RNA干扰(RNAi),调控mRNA稳定性、蛋白质合成、染色质的组织和基因组的结构.由于可方便地施加和释放控制,RNAi已被广泛作为通过沉默作用研究基因功能的手段,并正在被应用于一些重大疾病的诊治.小分子RNA沉默作用的发挥依赖于一个由多种蛋白质因子组成的RNAi机器.在过去的几年中,对RNAi机器中重要蛋白质因子的结构功能,及它们在小向导RNA指导下沉默基因表达的分子机制等方面的研究都取得了诸多突破性的进展.