责编 | 酶美 哺乳动物转座子(TEs)是一类可以在基因组自主移动的DNA片段,它们散在分布在基因组周围以及基因组内部,占据将近50%的人类基因组【1】。在哺乳动物的长期进化过程中,TEs的活性和结构有利于基因组的的多样性【2,3】。然而,在短期内,TEs激活也可威胁基因组完整性,进而导致肿瘤发生、病理性发育以及不孕不育的发生【4-6】。因此,转座子的沉默对维持基因组的完整性和预防疾病的发生有重要的作用,特别是在雄性生殖细胞中特异阶段的沉默尤为重要。 雄性哺乳动物生殖细胞可以通过抑制性的表观遗传调控以抵御逆转录转座子的激活,主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰和PIWI-interacting RNAs(piRNAs)通路【7】。DNA甲基化相关基因(Dnmt1, Dnmt3A/3L)的突变会异常激活TEs,导致小鼠胚胎死亡或雄性不育。而在小鼠胚胎干细胞(ESCs),抑制性组蛋白的修饰(如H3K9甲基化)是抑制TEs转录的主要机制。雄性生殖细胞中,piRNAs作为一类性腺特异性的小RNA,可靶向抑制转座子,从而维持生殖细胞的基因组完整性。例如,piRNA通路上关键蛋白的突变或缺失(如MIWI、MILI蛋白)都引起精母细胞减数分裂阻滞而导致雄性不育【8,9】。尽管有研究表明在生殖细胞发育的过程中,这些不同的抑制性表观遗传调控途径可紧密协作以抑制TEs,但是它们在精母细胞减数分裂过程中沉默逆转录转座子的分子纽带及机制尚不清楚。2019年10月17日,华中科技大学同济医学院生殖健康研究所袁水桥课题组在Nature Communications上在线发表题为“UHRF1 suppresses retrotransposons andcooperates with PRMT5 and PIWI proteins in male germ cells”的研究论文。该研究发现了UHRF1蛋白可作为分子纽带,在雄性精母细胞中调控DNA甲基化、组蛋白修饰和piRNA通路以抑制精母细胞中TEs的活性,从而维持正常的精子发生过程和雄性生育能力。
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