SPRK1酶在受精过程中参与父本基因组的重组

2024-11-28 22:04来源:本站

  

  

  精子进入卵子,胚胎发育,最终婴儿出生。但我们再回过头来看看——母亲的半基因组是如何与父亲的半基因组结合形成一个新的人类基因组的呢?事实证明,研究人员对受精过程中这些相对短暂但至关重要的初期阶段了解并不多。

  加州大学圣地亚哥分校医学院的研究人员发现,SPRK1酶在解开精子基因组的第一步中起着主导作用,它会排出特殊的包装蛋白,从而打开父系DNA,并允许重大重组——所有这些都在几小时内完成。

  该研究于2020年3月12日发表在《细胞》杂志上。

  精子可以比体内正常细胞小20倍。虽然精子携带的遗传物质只有普通细胞的一半,但它需要以一种特殊的方式折叠和包装才能适应。自然界做到这一点的一种方法是用一种叫做精蛋白的不同类型的蛋白质取代组蛋白——DNA缠绕的蛋白质,就像项链上的珠子一样。

  Fu的团队长期研究SPRK1是出于一个完全不同的原因:它剪接RNA的能力,这是使基因转化为蛋白质的重要步骤。他们之前的研究表明,SPRK1在结肠癌中过度激活,他们开发了抑制剂来抑制这种酶。

  但早在1999年,就在Fu发表了一篇论文,首次描述了这种酶在RNA剪接中的作用后不久,希腊的一个研究小组注意到,构成SPRK1底物(这种酶作用的蛋白质)的氨基酸构建块序列与鱼精蛋白相似。傅想了很多年,但没有研究精子发育的专业知识和工具。2015年,郭兰涛博士在参加博士后职位的面试时,傅教授意识到,凭借郭兰涛博士在精子发生方面的经验,他终于找到了合适的人选。

  “我对蓝涛说,让我们做点别人没做过的事吧。我有理论,你有专业知识。”“所以我们借用了我们需要的设备,并利用了我们在加州大学圣地亚哥分校的核心设施。

  “而且,令人惊讶的是,我们所尝试的一切都支持我们的假设——SRPK1过着双重生活,一旦精子遇到卵子,它就把蛋白蛋白换成组蛋白。”

  根据Fu的说法,SPRK1最有可能在早期胚胎发生时开始扮演这个角色,然后进化出剪接RNA的能力。通过这种方式,即使胚胎发生不再需要SPRK1,它也会留下来。

  Fu, Gou和团队接下来想要确定指示精子与母体基因组同步的信号。

  “我们现在有很多新想法,”傅说。“我们对精子发生、受精和胚胎发生过程的每一步了解得越透彻,我们就越有可能在系统出现故障时进行干预,帮助那些在生殖问题上苦苦挣扎的夫妇。”

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