据不完全统计,全球约有15-20%的不孕不育夫妇,其中近50%是男性因素导致。环境污染、生活压力、遗传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无法明确其病因。中国科学院分子细胞科学卓越创新中心(生物化学与细胞生物学研究所,简称“分子细胞中心”)刘默芳研究组与国内外多家实验室合作,发现精子细胞内的PIWI/piRNA复合体可作为蛋白质生产的调控“机器”,激活小鼠精子细胞中蛋白质的翻译,保障功能性精子的生成。该研究揭示了精子细胞中翻译和蛋白质合成的新调控机制,为精子形成障碍及相关男性不育症的诊断治疗提供理论依据和方法技术。该成果于北京时间12月13日凌晨在国际顶级学术期刊《细胞》上发表。
在精子细胞演变为精子的过程中,随着精子变形和细胞核的压缩,到一定发育阶段后,细胞核内的基因转录活动将完全停止,那些为后期精子细胞发育所需的基因都需要提前转录为信使核糖核酸(mRNA),然后以抑制状态储存在精子细胞中,直到特定的发育阶段再被激活翻译,合成蛋白质发挥作用。这就是精子形成过程中经典的“转录-翻译解偶联”现象,但如何让“停工”进入“仓库”的mRNA重启工作状态?这一直是生殖生物学中一个不解之谜,科学家们这次找到了打开“仓库”大门的关键“钥匙”。