2020年7月19日 讯 /生物谷BIOON/ --近日，一篇发表在国际杂志Nature上的研究报告中，来自爱丁堡大学等机构的科学家们通过研究深入揭示了保护生长胚胎发育中的精子细胞免于损伤的特殊过程，或能帮助阐明遗传信息是如何不间断地代代相传的；文章中，研究人员识别出了一种名为SPOCD1的特殊蛋白，其在保护早期精子前体细胞（生精细胞，germ cells）免于损伤上扮演着关键角色。
图片来源：Professor Dónal O’Carroll
在发育过程中，生精细胞会经历一种重编程过程使其容易受到一些“流氓”基因的攻击，这些基因称之为跳跃基因，能够损伤生精细胞的DNA并导致男性不育；研究者Dónal O'Carroll教授表示，重编程过程对于纠正胚胎中生精细胞的发育非常必要，但却会使其暂时容易受到跳跃基因的影响，躲避此类损伤或许就能帮助生精细胞转化成为自我更新细胞库，从而就会在整个成年期帮助机体产生健康的精子。
生精细胞/生殖细胞是两代人之间的重要纽带，但其需要特殊的策略来保护所携带的遗传信息，这样才能够成功从父母遗传给后代；文章中，研究人员对小鼠胚胎的生精细胞的发育进行了研究来理解保护其免于跳跃基因损伤的生物学通路，他们首次揭示了SPOCD1蛋白扮演的关键角色，其能帮助给失去功能的跳跃基因招募具有保护特性的化学性标记（DNA甲基化），长期以来研究人员一直好奇在重编程过程中生精细胞如何躲避损伤，以及其如何暂时清除现有的保护性标签；识别出SPOCD1蛋白或能帮助研究者深入理解男性不育的机制。
对雄性小鼠进行研究后研究者发现，SPOCD1蛋白的缺失会诱发不育症，因为DNA的甲基化过程并未正确发生，从而就会使得跳跃基因损伤正在发育中的精子的DNA，跳跃基因占到了机体DNA的一半以上，其会在基因组中移动并控制基因被使用的方式，但其活性需要被仔细调节从而避免产生不必要的损伤。
研究者发现，当SPOCD1与名为MIWI2的蛋白结合时，早期精子的秘密防线就会被激活，MIWI2在沉默跳跃基因的表达上也扮演着关键角色，此前研究表明，MIWI2蛋白能够结合到piRNAs分子上，piRNAs能通过DNA甲基化在失活跳跃基因的功能上发挥着重要作用，研究者O'Carroll说道，本文研究帮助我们深入揭示了对精子细胞发育以及其遗传完整性非常重要的过程，本文研究结果不仅能够帮助我们解释促进发育中精子免于早期死亡谜题研究中的一部分，还对于理解某些形式的男性不育症提供了新的线索，后期研究人员还会继续深入研究以此开发治疗男性不育症的新型疗法。（生物谷Bioon.com）
原始出处：
Zoch, A., Auchynnikava, T., Berrens, R.V. et al. SPOCD1 is an essential executor of piRNA-directed de novo DNA methylation. Nature (2020).doi：10.1038/s41586-020-2557-5
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