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                新闻

                生研院范衡宇实验室在Advanced Science杂志发表论文阐明CCR4-NOT复合体中RNA识别亚基CNOT4在哺乳动物生殖细胞性染色体配对中的生理功能

                编辑:宫亚南 来源:生命科学研究院中文网 时间:2021年03月18日 访问次数:10  源地址

                2021年316,生研院范衡宇实验室在Advanced Science杂志上在线发表了题为“The CNOT4 Subunit of the CCR4-NOT Complex is Involved in mRNA Degradation, Efficient DNA Damage Repair, and XY Chromosome Crossover during Male Germ Cell Meiosis”的研究论文,首次报道了CCR4-NOT复合体中RNA结合亚基CNOT4在哺乳动物胚胎发生和雄性生殖细胞减数分裂过程中的生理功能,同时也提出在雄性生殖细胞中存在CNOT7独立于CNOT6/6L发挥功能的去腺苷酸化模型。

                以前在基因敲除小鼠中的研究表明,CCR4-NOT复合体中的两个催化亚基,CNOT7CNOT6L,分别在雄性和雌性生殖细胞发育过程中发挥关键作用,但与它们协同作用的其他亚基的生理作用还未见报道。课题组首先通过构建Cnot6/6l双敲除小鼠,证明CNOT6/6L亚基对个体存活和雄性生殖没有影响,而是专一性地调控卵子发生。而Cnot4基因敲除造成小鼠胚胎期死亡,说明该亚基具有更广谱的生理功能。进一步在雄性生殖细胞中特异性敲除Cnot4的条件性基因敲除小鼠,则造成精子发生的严重缺陷和雄性不育。这些研究首次在生理条件下提供了遗传证据表明CCR4-NOT复合体在雄性生殖细胞中CNOT7可以独立于CNOT6/6L挥功能,并且受到调节因子CNOT4的影响,共同促进精子生成过程中偶线期到粗线期mRNA的去腺苷酸化和降解。打破了之前体外生化实验结果表明CCR4-NOT复合体中CNOT6/6LCNOT7/8催化亚基协同催化Poly(A)的去腺苷降解的认知。


                1: 在雄性生殖细胞中CNOT7CNOT4共同促进偶线期到粗线期mRNA的去腺苷酸化和降解。 

                实验室探究了CCR4-NOTCNOT4复合雄性生殖细胞减数分裂过程中功能在生理层面证实CNOT4是一个RNA结合蛋白,充当CCR4-NOT复合体的一个底物识别亚基。在减数分裂过程中,CNOT4通过其RNA调节基序(RNA regulation motifRRM),调节减数分裂前期,特别是偶线期向粗线期过渡过程中,mRNA的正常降解。这一生化过程具有以下重要生理功能: 1)促进精子发生过程中所需基因的适当表达; 2)保●证减数分裂期间程序DNA双链断裂修复;3)促进XY染色体之间交叉点的形成和有效配对。雄性生殖细胞中的Cnot4缺失会导致本应降解的转录本的积累,DSB修复缺陷,染色体散落和XY染色体配对失败,最终导致减数分裂中期停滞和雄性生殖细胞凋亡。


                2: CNOT4在精子发生过程中发挥的功能


                项研究一方面提出了CCR4-NOT腺苷酸化复合体在雄性生殖细胞中,存在CNOT7独立于CNOT6/6L发挥功能的去腺苷酸化模型并提供了遗传学证据↘;另一方面在生理水平上解析了CNOT4在哺乳动物胚胎发生和雄性生殖细胞减数分裂过程中的生理功能,这是首次明确报道CNOT4CCR4-NOT复合体中所起的生化功能,以及CNOT4在哺乳动物发育过程中的生理功能。这项工作首次把mRNA稳定性调控这一生化事件与减数分裂DNA链的损伤修复、性染色体联会配对这些重要生殖生物学事件联↑系起来,将会引起分子和发育生物学背景研究人员广泛兴趣。


                下载app送18元彩金生命科学研究院博士后戴兴兴为本文第一作者,博士研究生姜玉顾佳慧蒋知妍吴韵雯也在工作中有重要贡献。中国科学技术大学史庆华教授☆课题组也对本研究提供了技术支持。该研究受到国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目◣的资助。


                原文链接:


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