科學家揭示精子細胞中發育新調控機制 或有助治療男性不育

中新網上海12月13日電 (鄭瑩瑩)中國科學院分子細胞科學卓越創新中心13日發布消息稱，該中心的劉默芳研究組與多家實驗室合作，揭示了精子細胞中翻譯和蛋白質合成的新調控機制，有望為精子形成障礙及相關男性不育癥的診斷治療提供理論依據和方法技術。相關成果于北京時間13日凌晨在國際學術期刊《細胞》上發表。

在圖片中，piRNA(指揮棒)指揮PIWI(琵琶)、eIF3f(二胡)和HuR(箜篌)，激活了靶基因的翻譯(五線譜)。音樂家面前的樂譜是編碼“精子”的密碼子。隨著指揮棒的擺動，樂譜變成美妙的旋律，象征著不斷產生精子……中科院分子細胞科學卓越創新中心 供圖

劉默芳研究組方面介紹，據不完全統計，全球約有15%至20%的不孕不育夫婦，其中近50%是男性因素導致。環境污染、生活壓力、遺傳病等因素是造成男性不育的重要原因，但目前有一半以上不育男性無法明確其病因。

在精子細胞演變為精子的過程中，到一定發育階段后，細胞核內的基因轉錄活動將完全停止，那些為后期精子細胞發育所需的基因，都需要提前轉錄為信使核糖核酸(mRNA)，然后以抑制狀態儲存在精子細胞中，直到特定的發育階段再被激活。如何讓“停工”進入“倉庫”的mRNA重啟工作狀態?這一直是生殖生物學中的一個不解之謎，科學家們這次找到了打開“倉庫”大門的關鍵“鑰匙”。

劉默芳研究組與多家實驗室合作研究發現，精子細胞內的PIWI/piRNA復合體可作為蛋白質生產的調控“機器”，激活小鼠精子細胞中蛋白質的翻譯，保障功能性精子的生成。該研究發現了精子發育過程中蛋白質翻譯激活的重要機制，極大地促進了人們對精子形成生物學過程的認識。

據悉，該項研究工作由中國科學院分子細胞科學卓越創新中心劉默芳研究組與武漢大學周宇研究組、上海市計劃生育科學研究所施惠娟研究組合作完成。