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动物所在顶体发生以及蛋白质修饰研究中取得

2019-03-12 01:09:33

精子头部的顶体是决定精卵融合这一过程的独特细胞器,其被认为是一种起源于溶酶体的溶酶体相关细胞器(lysosome-related organelle, LRO)。迄今为止人们对于这一细胞器的起源、发生和相关调控机制的认识还比较有限。

中国科学院动物研究所李卫研究组在研究过程中提出了顶体起源于对自噬溶酶体(autolysosome)的改造而不是溶酶体本身的假说。这一假说的一个直接预言就是自噬相关基因可能参与在顶体发生过程当中,为了验证上述假说,研究人员将自噬相关基因Atg7在小鼠原始生殖细胞中进行特异性敲除,结果导致雄性小鼠精子顶体发生异常从而引起不育。

不育小鼠产生的精子形态类似于临床上的圆头精子。进一步的研究表明,Atg7敲除后高尔基体来源的前顶体小泡在精细胞中不能被正常运送到顶体中心处,进而阻碍其融合成为一个完整的顶体中心。随后,研究人员分析了引起这种表型的分子机制,发现Atg7敲除后小鼠LC3蛋白不能被正常修饰为膜结合的形式,从而可能使其不能与高尔基体来源的小泡结合,同时Atg7可以对另外一个高尔基体蛋白GOPC的定位进行调控进而影响顶体的形成。

,他们还发现自噬以及溶酶体酸化相关抑制剂的注射也能导致小鼠精子顶体发生异常,这表明Atg7乃至整个自噬发生相关信号通路可能均参与了小鼠顶体发生过程当中,从而为顶体发生的自噬溶酶体起源假说提供了有力证据。这一发现揭示了自噬在顶体这一精子所特有的细胞器的发生过程中的新功能,为临床上引起男性不育的圆头精子症提供了新的候选基因,也为顶体的起源研究提供了新思路。

以上研究成果已于5月23号发表于Cell Research杂志。研究组博士生王红娜为作者,研究员李卫与高飞为该文章的共同通讯作者。该研究工作得到了科技部发育与生殖重大研究计划、国家自然科学基金和中国科学院百人计划的支持。

另外,研究组的博士生闫龙系统研究了HERP蛋白在内质胁迫恢复阶段的降解机制,发现其能够被Ube2g2-gp78泛素化进而通过蛋白酶体途径降解。进一步的研究发现HERP的高表达和在内质胁迫恢复阶段的降解从酵母到哺乳动物中都是相对保守的,而且其在细胞对还原性胁迫和氧化性胁迫适用的二律背反(trade-off)现象中扮演了关键的角色。该研究工作于2014年4月在J cell Sci发表,动物所李卫研究员和武汉大学张晓东教授为共同通讯作者(Yan L. et al.,J Cell Sci.2014 Apr 1;127(Pt 7):)。

此外,与清华大学杨茂君教授研究组合作通过生物化学和细胞生物学等手段系统地阐明了TRIM蛋白质家族在底物识别及泛素转移等过程的分子机制,为理解TRIM家族蛋白质在天然免疫、肿瘤发生、细胞分化、个体发育及细胞凋亡等过程中的调控机制提供了新的视点。该研究工作于近期在Cell Research发表,杨茂君和李卫以及中国医学科学院基础医学研究所王琳芳院士为共同通讯作者(Li Y et al.,Cell Res.

动物所在顶体发生以及蛋白质修饰研究中取得

2014 Apr 11. doi: 10.1038/cr.2014.46.)。(动物研究所)

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