密歇根州立大学陈教授团队联合中国农业大学等研究团队10月10日在《Nature Communications》发表文章,为男性生育控制提供了一种全新途径——控制精子生成。
在基因水平,陈教授团队发现基因微调器PNLDC1(ployA特异核糖核酸酶家族腺嘌呤酶)在精子生成方面起关键作用。PNLDC1调整小干扰RNAs沉默有基因组“寄生物”之称的转座子,后者亦可进入好基因内,引发疾病,因此也被称为跳跃基因。piRNAs是一种小干扰RNA,它们可以识别和摧毁破坏基因组的转座子。在精子生长时,PNLDC1通过调整piRNAs长度,使其更稳定地高效抗击转座子,达到沉默有害的转座子的效果。
在细胞水平,PNLDC1基因编码的蛋白质对基因组寄生物调控不可或缺。缺乏PNLDC1,雄性哺乳动物就失去了抗击转座子的能力,精子细胞就无法发育。
在生理层面,结果就是绝育。
陈教授团队利用CRISPR/Cas9技术生产PNLDC1基因缺陷型转基因小鼠品系,这些小鼠几乎不能生精,而且睾丸较小,这使它们无法生育。
通过进一步观察检验,研究人员发现PNLDC1并不涉及其他生物活性。小鼠的生长、行为和外貌都没有明显差异。PNLDC1缺陷也只专属于雄性个体。因此,这种“遗传免疫系统”是雄性哺乳动物生殖细胞发育所必需的,与雌性生殖细胞发育无关。
原文链接: https://www.nature.com/articles/s41467-017-00854-4