MIWI/piRNA在小鼠精子發生中的翻譯激活作用

2020-11-24 科學網

MIWI/piRNA在小鼠精子發生中的翻譯激活作用

作者：

小柯機器人

發布時間：2019/12/14 21:44:30

中科院上海生物化學與細胞生物學研究所劉默芳、武漢大學周宇、復旦大學施惠娟等研究人員合作揭示，MIWI/piRNA在小鼠精子發生過程中的翻譯激活功能。該項研究成果發表在2019年12月12日出版的《細胞》上。

研究人員表示，精子發生是一個高度編排的發育過程，在此過程中染色質濃縮使轉錄與翻譯脫鉤。生精mRNA較早轉錄並以翻譯惰性狀態保存，直到需要翻譯時為止。然而，目前仍不清楚在精子發生過程中這種抑制的mRNA如何被激活。 研究人員以前曾報導過，MIWI/piRNA機制負責後期精子發生過程中的mRNA消除，以準備生產精子。

研究人員出乎意料地發現，同樣的機制還負責激活一部分生精mRNA的翻譯，以協調向精子的形態轉化。此類作用需要piRNA與3'UTR中的靶標mRNA進行特異性鹼基配對相互作用，從而通過與富含AU的順式作用元件偶聯來激活翻譯，從而使MIWI/piRNA/eIF3f/HuR超複合體以發育階段特異性方式形成。這些發現揭示了piRNA系統在翻譯激活中的關鍵作用，研究人員證明了精子細胞發育在功能上是必需的。

附：英文原文

Title: A Translation-Activating Function of MIWI/piRNA during Mouse Spermiogenesis

Author: Peng Dai, Xin Wang, Lan-Tao Gou, Zhi-Tong Li, Ze Wen, Zong-Gui Chen, Min-Min Hua, Ai Zhong, Lingbo Wang, Haiyang Su, Huida Wan, Kun Qian, Lujian Liao, Jinsong Li, Bin Tian, Dangsheng Li, Xiang-Dong Fu, Hui-Juan Shi, Yu Zhou, Mo-Fang Liu

Issue&Volume: 2019/12/12

Abstract: Spermiogenesis is a highly orchestrated developmental process during which chromatincondensation decouples transcription from translation. Spermiogenic mRNAs are transcribedearlier and stored in a translationally inert state until needed for translation;however, it remains largely unclear how such repressed mRNAs become activated duringspermiogenesis. We previously reported that the MIWI/piRNA machinery is responsiblefor mRNA elimination during late spermiogenesis in preparation for spermatozoa production.Here we unexpectedly discover that the same machinery is also responsible for activatingtranslation of a subset of spermiogenic mRNAs to coordinate with morphological transformationinto spermatozoa. Such action requires specific base-pairing interactions of piRNAswith target mRNAs in their 3′ UTRs, which activates translation through coupling withcis-acting AU-rich elements to nucleate the formation of a MIWI/piRNA/eIF3f/HuR super-complexin a developmental stage-specific manner. These findings reveal a critical role ofthe piRNA system in translation activation, which we show is functionally requiredfor spermatid development.

DOI: 10.1016/j.cell.2019.11.022

Source: https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(19)31278-4

Cell：《細胞》，創刊於1974年。隸屬於細胞出版社，最新IF：36.216

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