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　　8月29日，南京(jing)醫(yi)科(ke)大(da)學(xue)生(sheng)(sheng)殖醫(yi)學(xue)與子代健康全(quan)國重點實(shi)驗(yan)室鄭(zheng)科(ke)教(jiao)(jiao)(jiao)授、郭雪(xue)江(jiang)教(jiao)(jiao)(jiao)授，基(ji)礎醫(yi)學(xue)院神經生(sheng)(sheng)物學(xue)系林明焰副教(jiao)(jiao)(jiao)授和中(zhong)南大(da)學(xue)譚躍球(qiu)教(jiao)(jiao)(jiao)授等課題(ti)組合作(zuo)，在學(xue)術期刊(kan)《科(ke)學(xue)》(Science)在線發(fa)表了(le)題(ti)為《哺乳(ru)動物精子發(fa)生(sheng)(sheng)RNA結合蛋白(bai)質的全(quan)景圖譜》(The Landscape of RNA-Binding Proteins in Mammalian Spermatogenesis )的學(xue)術論文(Research Article)。

　　哺乳(ru)動物睪丸轉錄(lu)大(da)部分(fen)基因組，是(shi)含有最為復雜(za)轉錄(lu)組的(de)(de)(de)(de)(de)組織器官之一。然而，人(ren)們對于RNA結合蛋白(bai)(RBP)如何動態調節(jie)精(jing)子發生過程中大(da)量RNA缺乏(fa)系統性了解(jie)。特別(bie)是(shi)，RNA結合蛋白(bai)的(de)(de)(de)(de)(de)非結構域元(yuan)件(jian)(不在已(yi)注釋結構域中的(de)(de)(de)(de)(de)短基序)正在引起人(ren)們的(de)(de)(de)(de)(de)興趣和關注。到目前為止，這(zhe)些元(yuan)件(jian)還未在動物模型中得到充分(fen)探(tan)索。盡管(guan)已(yi)報道RNA結合蛋白(bai)的(de)(de)(de)(de)(de)功能障(zhang)礙(ai)可能造成各種疾(ji)病(bing)發生，但對其序列突(tu)變(bian)與特定疾(ji)病(bing)之間的(de)(de)(de)(de)(de)關聯缺乏(fa)全(quan)(quan)基因組水平的(de)(de)(de)(de)(de)認識，其中包(bao)括男性不育(一種全(quan)(quan)球(qiu)性的(de)(de)(de)(de)(de)主要生殖問題)。

　　為(wei)了系統地鑒定(ding)不(bu)同(tong)階(jie)段小鼠雄性(xing)(xing)生(sheng)殖細(xi)胞中(zhong)的RNA結合(he)(he)蛋(dan)(dan)白(bai)，團隊分離了精(jing)(jing)(jing)原細(xi)胞、粗線(xian)期精(jing)(jing)(jing)母細(xi)胞和(he)圓(yuan)形精(jing)(jing)(jing)子(zi)細(xi)胞，并進行(xing)了RNA相(xiang)互作用(yong)組捕獲(RNA interactome capture, RIC)。研究建立了較(jiao)完(wan)整的精(jing)(jing)(jing)子(zi)發生(sheng)RNA結合(he)(he)蛋(dan)(dan)白(bai)圖(tu)譜，并發現那些具有從前未知的RNA相(xiang)關活性(xing)(xing)、特異于(yu)減數分裂和(he)精(jing)(jing)(jing)子(zi)變形階(jie)段發揮功能(neng)的RNA結合(he)(he)蛋(dan)(dan)白(bai)。論文(wen)進一(yi)步展示了RNA結合(he)(he)蛋(dan)(dan)白(bai)在(zai)精(jing)(jing)(jing)子(zi)發生(sheng)過程(cheng)中(zhong)的多層次動態性(xing)(xing)，涵蓋(gai)了蛋(dan)(dan)白(bai)質組表(biao)達模(mo)式、蛋(dan)(dan)白(bai)質組-轉錄組同(tong)步/非(fei)同(tong)步性(xing)(xing)、相(xiang)對RNA結合(he)(he)活性(xing)(xing)和(he)核(he)糖核(he)蛋(dan)(dan)白(bai)(RNP)協(xie)同(tong)行(xing)為(wei)。

　　下(xia)一(yi)(yi)步，團隊用RBDmap方(fang)法進(jin)(jin)一(yi)(yi)步捕獲睪丸RNA交(jiao)聯肽，用以篩選RNA結合結構(gou)域(yu)和非(fei)(fei)結構(gou)域(yu)元(yuan)件(jian)，進(jin)(jin)而(er)用多種(zhong)方(fang)法對其普遍性、特性、功能(neng)等進(jin)(jin)行生物(wu)信息分析和實(shi)驗(yan)研(yan)究。研(yan)究發現了一(yi)(yi)種(zhong)多兩性非(fei)(fei)結構(gou)域(yu)元(yuan)件(jian)，稱(cheng)為谷氨酸-精氨酸(ER)基序，是一(yi)(yi)種(zhong)廣泛存在的(de)(de)富含E和R的(de)(de)短片段，它與(yu)RNA結合蛋白(bai)中(zhong)的(de)(de)卷曲螺旋(coiled-coil)區域(yu)在位置上(shang)偶聯，具(ju)有鄰近殘基對的(de)(de)進(jin)(jin)化(hua)共變(bian)異特征，顯著增強了其宿主(zhu)蛋白(bai)結合RNA的(de)(de)能(neng)力(li)。研(yan)究聚(ju)焦(jiao)RNA結合蛋白(bai)NONO(含非(fei)(fei)POU結構(gou)域(yu)的(de)(de)八聚(ju)體(ti)結合蛋白(bai))中(zhong)的(de)(de)ER基序，利用動物(wu)模型、并在單細(xi)胞(bao)轉錄組水平(ping)上(shang)證明其調節(jie)生精細(xi)胞(bao)從有絲(si)分裂期到減(jian)數分裂期的(de)(de)轉變(bian)。

　　團(tuan)隊還整合(he)了(le)非(fei)梗阻性(xing)無(wu)精(jing)子癥或少精(jing)子癥患者的(de)(de)男(nan)性(xing)不(bu)(bu)育(yu)隊列的(de)(de)全外顯(xian)子組測(ce)序圖譜，以此在系(xi)統層面上(shang)揭示RNA結合(he)蛋白對男(nan)性(xing)不(bu)(bu)育(yu)的(de)(de)突出(chu)作用(yong)及ER基序等非(fei)結構(gou)域(yu)元件的(de)(de)潛在臨床致病性(xing)。

　　該研究為與精子發生(sheng)(sheng)和男性(xing)不(bu)育(yu)(yu)相(xiang)關的(de)RNA結合蛋白(bai)提(ti)供了全面和豐富的(de)資(zi)源，并證明了非結構(gou)域元件在調控RNA和精子發生(sheng)(sheng)中的(de)功(gong)能(neng)意義，突顯了該資(zi)源在解碼(ma)男性(xing)生(sheng)(sheng)育(yu)(yu)的(de)遺(yi)傳(chuan)和分子基礎方面的(de)潛(qian)在寬廣而重要的(de)價值。這是學(xue)(xue)校(xiao)具有完全自(zi)主(zhu)知識產權的(de)科(ke)研成果在《科(ke)學(xue)(xue)》(Science)期刊上發表，標(biao)志著(zhu)學(xue)(xue)校(xiao)生(sheng)(sheng)殖醫學(xue)(xue)科(ke)研團(tuan)隊在雄性(xing)生(sheng)(sheng)殖領(ling)域取得(de)了重大突破。