研究揭示LARP7介導U6修飾及其在生精細胞mRNA精準剪接和精子發生中...

2月3日，國際學術期刊Molecular Cell 在線發表了中國科學院分子細胞科學卓越創新中心/生物化學與

細胞生物學

研究所劉默芳研究組的最新研究成果「LARP7-Mediated U6 snRNA Modification Ensures Splicing Fidelity and Spermatogenesis in Mice」。該研究報導了LARP7蛋白通過促進U6 snRNA與具有RNA甲基化催化活性的box C/D snoRNP相互作用，介導了U6的2′-O-甲基化修飾，並進一步證明此過程為小鼠生精細胞中mRNA剪接保真性及精子發生必需。

在真核細胞中，絕大部分新轉錄mRNA轉錄本（Pre-mRNA）需經過剪接移除內含子，才能形成可翻譯的成熟mRNA，此過程由包括五種snRNA（U1、U2、U4、U5、U6）及其相互作用蛋白組成的剪接體（spliceosome）催化完成。在5種剪接體snRNA中，U6的保守性最強，位於剪接體催化中心且為剪接體催化活性必需。U6存在多種修飾，其中2′-O-甲基化修飾最為豐富，多個U6修飾從

酵母

到人完全保守。然而，目前對這些修飾的調控機制及其與mRNA剪接之間的關係尚知之甚少。此外，哺乳動物的精子發生是一個複雜而精細的細胞分化過程，受到特定基因時空特異性的調控。與之一致的是，在哺乳動物成年個體中，相較於其他組織，睪丸組織的轉錄活性和可變間接頻率都是最高的，但生精細胞中轉錄出來的大量mRNA是如何被快速而精確地剪接，領域中卻鮮有報導。

劉默芳研究組與國內外多家實驗室合作，以小鼠睪丸為研究系統，探索了U6 snRNA修飾的調控機制及其在mRNA剪接中的功能，發現一個在睪丸高表達的RNA結合蛋白LARP7，對生精細胞中U6的2′-O-甲基化修飾至關重要。已有研究發現，LARP7通過與7SK RNA結合，抑制RNA聚合酶II轉錄延伸，還有研究發現Larp7基因突變與人類Alazami症候群相關。進一步的機制研究揭示，LARP7同時結合U6和snoRNA，協助U6裝載到box C/D snoRNP上，進而促使box C/D snoRNP中的甲基轉移酶FBL對其進行2′-O-甲基化修飾。更重要的是，LARP7介導的U6 2′-O-甲基化修飾對小鼠生精細胞中的mRNA精確及精子發生至關重要，生殖細胞條件性敲除Larp7基因致小鼠雄性不育。此項研究揭示了U6 snRNA修飾的調控機制，並首次證明U6 2′-O-甲基化修飾對哺乳動物mRNA的精準剪接及精子發生至關重要。

該項研究工作在劉默芳指導下，由分子細胞卓越中心博士後王鑫、博士研究生李智彤、閆越和中山大學博士研究生林鵬輝共同完成。同時，該研究得到德國維爾茨堡大學教授Utz Fischer，雷根斯堡大學教授Gunter Meister，分子細胞卓越中心研究員李黨生、李勁松、惠靜毅，復旦大學教授林金鐘和中山大學教授楊建華等的大力協助。該項成果受到國家自然科學基金委、科技部、中科院、上海市科委等的經費支持。該工作的數據收集還得到分子細胞卓越中心公共技術服務中心動物

實驗技術

平臺、分子生物學技術平臺和細胞分析技術平臺和國家蛋白質科學中心（上海）等的支持。（

生物谷

Bioon.com）