Science：鄭科／林明焰／郭雪江／譚躍球團隊系統繪制精子發生中的RNA結合蛋白景觀

　　南京醫科大學生殖醫學與子代健康全國重點實驗室鄭科教授和郭雪江教授與南京醫科大學基礎醫學院神經生物學系林明焰副教授及中南大學譚躍球教授等團隊合作，在 Science 期刊發表了題為：The Landscape of RNA-Binding Proteins in Mammalian Spermatogenesis 的研究論文。

　　該研究系統性鑒定哺乳動物生精細胞RNA結合蛋白、RNA結合結構域和非結構域元件，構建其男性不育相關基因突變圖譜，并揭示一非結構域元件增強RNA結合和調節精子發生的功能機制。

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　　為了系統地鑒定不同階段小鼠雄性生殖細胞中的RNA結合蛋白，團隊分離了精原細胞、粗線期精母細胞和圓形精子細胞，并進行了RNA相互作用組捕獲（RNA interactome capture，RIC）。研究建立了較完整的精子發生 RNA結合蛋白圖譜，并發現那些具有從前未知的RNA相關活性、特異于減數分裂和精子變形階段發揮功能的RNA結合蛋白。論文進一步展示了RNA結合蛋白在精子發生過程中的多層次動態性，涵蓋了蛋白質組表達模式、蛋白質組-轉錄組同步/非同步性、相對RNA結合活性和核糖核蛋白（RNP）協同行為。

　　接下來，研究團隊用RBDmap方法進一步捕獲睪丸RNA交聯肽，用以篩選RNA結合結構域和非結構域元件，進而用多種方法對其普遍性、特性、功能等進行生物信息分析和實驗研究。研究發現了一種多兩性非結構域元件，稱為谷氨酸-精氨酸（ER）基序，是一種廣泛存在的富含E和R的短片段，它與RNA結合蛋白中的卷曲螺旋（coiled-coil）區域在位置上偶聯，具有鄰近殘基對的進化共變異特征，并顯著增強了其宿主蛋白結合RNA的能力。研究聚焦RNA結合蛋白NONO（含非POU結構域的八聚體結合蛋白）中的ER基序，利用動物模型、并在單細胞轉錄組水平上證明其調節生精細胞從有絲分裂期到減數分裂期的轉變。

　　研究團隊還整合了非梗阻性無精子癥或少精子癥患者的男性不育隊列的全外顯子組測序圖譜，以此在系統層面上揭示RNA結合蛋白對男性不育的突出作用及ER基序等非結構域元件的潛在臨床致病性。

　　RNA結合蛋白與哺乳動物精子發生和男性不育。RNA結合蛋白在精子發生過程中通過各種RNA結合結構域和非結構域元件與RNA動態相互作用。谷氨酸-精氨酸（ER）基序是一種存在于卷曲螺旋（coiled-coil）區域中的非結構域元件。它作為RNA結合增強子發揮作用，促進NONO-RNA相互作用并確保適當的雄性生殖細胞。RNA結合蛋白，包括其ER基序變體，是男性不育遺傳結構的重要組成部分。

　　該研究為與精子發生和男性不育相關的RNA結合蛋白提供了全面和豐富的資源，并證明了非結構域元件在調控RNA和精子發生中的功能意義，突顯了該資源在解碼男性生育的遺傳和分子基礎方面的潛在寬廣而重要的價值。

　　李陽博士后（鄭科課題組）、王媛媛博士（林明焰課題組）、譚躍球教授（中南大學）、岳秋玲博士（鄭科課題組）、郭曰帥博士（郭雪江課題組）、閻若禹碩士（林明焰與葉嵐教授課題組聯合培養）、蒙嵐嵐博士（譚躍球課題組）按序為論文共同第一作者。南京醫科大學鄭科教授、林明焰副教授、郭雪江教授為該論文的共同通訊作者。該工作得到了國內/外多家科研機構的專家/同行/同事們的傾力合作與幫助，也得到了南京醫科大學沙家豪教授和胡志斌教授的長期大力支持。