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热烈祝贺刘默芳组Cell首次揭示Piwi突变导致男性不育的分子机理

2017-05-26 14:37:03.0

热烈祝贺刘默芳组Cell首次揭示Piwi突变导致男性不育的分子机理

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piRNA是近年来在动物生殖细胞中发现的一类非编码小分子RNA。2006年,有4个独立的课题组几乎在同一时间报道了一类与PIWI家族蛋白相互作用的小分子RNA,长度约为24~32 nt,因为与PIWI蛋白相互作用,故称为PIWI-interacting RNA,简称piRNA。值得一提的是四篇论文中,其中一篇文章是来自耶鲁大学林海帆教授实验室(相关工作是在杜克大学任职期间完成的)。


piRNA起源于基因组中的反转座子、重复序列及一些被称为piRNA簇的区域,piRNA与PIWI蛋白相互结合形成PIWI/piRNA“机器” ,可以通过在表观遗传水平和转录后水平沉默转座子、反转座子等移动元件,维持生殖细胞自身基因组的稳定性和完整性,在配子形成过程中发挥重要作用。刘默芳实验室及其他国际同行实验室最近的研究显示,PIWI/piRNA机器也参与调控生殖细胞中编码基因的表达。对PIWI/piRNA“机器” 生物学功能及意义的研究,可以为相关男性不育症的诊断和治疗提供理论基础,具有十分重要的意义。


生殖细胞特异性表达的PIWI家族蛋白是piRNA作用途径的中心,是piRNA的生成及功能所必需。小鼠PIWI家族包括MILI、MIWI和MIWI2三个成员,特异性地在睾丸中表达,对小鼠精子发生至关重要。


刘默芳研究组近年来围绕“piRNA在哺乳动物精子发生中的功能和机制”方面做了大量系统的研究,取得了多项重要成果。这些成果包括,发现piRNA通过泛素-蛋白酶体途径调控其结合蛋白MIWI及自身的降解代谢,并首次揭示了PIWI/piRNA的代谢调控机制以及piRNA调控泛素化途径的新功能(Dev Cell 2013); 小鼠粗线期piRNA指导父本mRNA在精子形成后期大规模降解(Cell Res 2014);发现了小鼠piRNA可直接介导部分睾丸mRNA的切割,揭示了piRNA可在小鼠睾丸组织中发挥siRNA类似的功能,而且该功能为雄性生殖细胞发育成熟所必需(Cell Res2015)。值得一提的是,有关MIWI的代谢异常造成精子细胞发育受阻的研究,为精子形成异常导致的男性不育症发生提供了潜在的分子信息。

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刘默芳,博士,现任中科院生化与细胞所研究员,国家“杰青”。分别于1991年、1994年在华东理工大学获学士、硕士学位,2000年在中科院上海生物化学研究所获博士学位。分别于2000 -2005年、2005-2006年在美国国家健康研究院癌症研究所 (National Cancer Institute, NIH)博士后研究、约翰霍浦金斯医学院遗传和分子生物学系任研究助理。2006-至今,中科院生化与细胞所,先后担任co-PI、RNA研究技术平台主任、研究组长(PI)。2013年入选国家杰出青年科学基金获得者。刘默芳研究组从事非编码RNA功能机制研究,主要围绕piRNA与哺乳动物精子发生、 microRNA与人类癌症等开展较系统的探索。近期工作先后发现小鼠piRNA及其结合蛋白MIWI在后期精子细胞中协同降解的调控机制(Dev Cell 2013)、 小鼠粗线期piRNA指导父本mRNA在精子形成后期大规模降解(Cell Res 2014);发现了小鼠piRNA可直接介导部分睾丸mRNA的切割,揭示了piRNA可在小鼠睾丸组织中发挥siRNA类似的功能,而且该功能为雄性生殖细胞发育成熟所必需(Cell Res 2015);同时还发现microRNA在炎症相关肿瘤发生及肿瘤细胞代谢中具有极其重要的调控作用 (Cancer Res 2017; Oncogene 2016; EMBO J 2015; Cancer Res2014; Cell Res 2014; EMBO J 2012; Cell Res 2012; Cancer Res 2010)。这些原创性研究成果揭示了小分子非编码RNA的生理和病理功能机制, 可为男性不育症及肿瘤等疾病的诊治研究提供理论依据和相关基础。

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百奥赛图非常荣幸能为刘老师课题组的研究提供条件性Miwi D-Box knockin突变小鼠,助科研一臂之力。

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