中科院上海生化与细胞所刘默芳研究员

　　2017年7月5日下午，中科院上海生化与细胞研究组长刘默芳研究员应许瑞明研究员的邀请，到生物物理研究所进行学术访问，并做了题为“PIWI/piRNA在精子形成及男性不育症发生中的功能机制”的所级“贝时璋讲座”。

　　非编码RNA是基因表达调控的重要手段。从细菌、病毒到高等动、植物都发现了miRNA、siRNA、piRNA等非编码小RNA，它们通过转录水平、转录后加工和翻译水平、以及表观遗传水平，来调控相关基因表达。在个体生长发育等生命进程中，这些非编码RNA几乎参与所有的过程，发挥着重要作用。在非编码RNA行使生物学功能的过程中，一些蛋白因子特征性识别/结合各个类别的RNA，介导完成靶标基因的表达调控。在一些重大疾病中，伴随着非编码RNA及相关蛋白的突变或异常表达，相关研究领域已经成为生命科学研究的热点和前沿，具有很好的应用前景。

　　刘默芳课题组多年来致力于研究非编码RNA在疾病发生、诊疗等方面的功能和应用，并揭示其中的分子机制。最新的重要成果包括piRNA在男性不育症中的功能和机制研究。piRNA是一类与PIWI蛋白相互作用的小分子非编码RNA。PIWI蛋白在生殖细胞特异性表达，PIWI/piRNA对于生殖细胞基因组稳定性、精子形成等具有重要作用。刘默芳课题组与合作者研究发现PIWI/piRNA的协同降解机制，揭示了piRNA通过泛素降解途径来调节结合蛋白MIWI（鼠源PIWI基因）代谢的新功能。她们进一步对413位原发性“无精症”病人的HIWI（人源PIWI基因）基因进行检测，鉴定了三种位于D-box区域（泛素连接酶保守识别区域）的突变。重要的是，相应的小鼠突变模型具有雄性不育的表型，产生的精子形态怪异、细胞核结构疏松。在正常的精子发育后期，细胞核中的组蛋白需要被鱼精蛋白替换，才能形成有活力的成熟精子。在这个过程中，组蛋白泛素连接酶RNF8介导组蛋白的泛素化和进一步降解。然而，在上述突变小鼠模型中，未被泛素化途径降解的MIWI大量存在，结合RNF8并将其截留在胞质中，从而导致组蛋白残留，无法完成鱼精蛋白替换，诱发“无精症”。若转入RNF8-N肽段来竞争MIWI的结合，可以解放RNF8，使其重回核内，恢复组蛋白的泛素化降解，产生有活力的精子。这项研究不仅首次提出了“无精症”的基因突变机制，也为疾病的临床治疗提供了重要依据。

　　刘默芳研究员在报告之余与所里的学生和研究人员进行了充分的交流和讨论，并结合自身经验，对初入科研领域的学生给予了诸多有价值的建议和指导，鼓励学生热爱科研、不畏困难、坚持不懈，放眼长远、勇攀高峰，令大家深感受益匪浅。

许瑞明研究员主持报告

刘默芳研究员做贝时璋讲座报告

报告会场

许瑞明研究员赠送贝时璋报告纪念品

（供稿：许瑞明组；摄影：王强）