可變剪接和減數分裂啟動研究取得重要進展

    可變剪接是一種重要的基因轉錄后調控方式，極大的增加高等真核生物和復雜器官中轉錄和翻譯產物的多樣性。本文威正翔禹/締一生物為您分析可變剪接和減數分裂啟動研究取得重要進展。

    高通量測序數據顯示可變剪接可能參與了精子發生的各個階段；此外，很多參與前體RNA剪接的反式作用因子在睪丸中呈現細胞或發育階段特異性表達模式。目前，有關可變剪接在精子發生過程中的認識還非常有限。

　　中國科學院動物研究所干細胞與生殖國家重點實驗室李磊研究員領導的研究發現BCAS2作為可變剪接調節因子，參與精原干細胞中前體RNA的正確剪接和減數分裂正常啟動。BCAS2 （breast carcinoma amplified sequence 2）是一個多功能蛋白，參與前體RNA的剪接和DNA損傷修復。該研究組前期發現BCAS2在受精卵中響應DNA損傷，并通過維持小鼠早期胚胎基因組穩定行使功能（Development. 2015 Nov 15; 142（22）：3943-53）。

　　本研究發現BCAS2在小鼠睪丸的精原干細胞中相對高表達；Vasa-Cre介導的精原干細胞特異性敲除Bcas2后，雄性小鼠具有正常的交配行為，但不能生育后代；進一步觀察發現，在BCAS2缺失的睪丸中精原干細胞發育基本正常，但幾乎觀察不到減數**次分裂的精母細胞和減數分裂的關鍵事件（重組和聯會）。此外，在BCAS2缺失的睪丸中，245個基因的可變剪接發生異常，其中3個在精子發生中具有重要功能的基因（Dazl, Ehmt2和Hmga1）被成功驗證。BCAS2在精原干細胞中的缺失會導致“減數分裂促進因子”DAZL不同轉錄本蛋白表達異常：全長形式的轉錄本顯著性下調，缺失8號外顯子的轉錄本表達量明顯上升。本研究證明BCAS2參與小鼠精原干細胞中的可變剪接，并對減數分裂啟動和雄性生育力維持至關重要。該研究**揭示了可變剪接在精子發生過程中調控減數分裂啟動這一重要事件，為哺乳動物減數分裂啟動研究提供了新的思路，并為可變剪接生理功能研究提供了重要理論依據。

　　該研究于 2017年1月27日以“BCAS2 is involved in alternative mRNA splicing in spermatogonia and the transition to meiosis”為題在線發表于 Nature Communications （doi: 10.1038/NCOMMS14182）。本文的**作者為李磊課題組博士生劉文博，通訊作者是李磊研究員、北京農學院伊兆紅副教授及同濟大學高紹榮教授。本項目得到北京生命科學研究所王鳳超博士、中科院動物所段恩奎和高飛研究員等的大力支持，同時得到了國家自然科學基金和北京市自然科學基金等項目的資助。

　　BCAS2參與了小鼠精子發生中的前體RNA的剪接。（a） RNA測序結果顯示，在BCAS2敲除的睪丸中245個基因的可變剪接發生異常，包括6個在精子發生中具有重要功能的基因（Dazl, Hsf1, Ehmt2, Hmga1, Bcl2l11 和 Cit）。通過半定量RT-PCR （b） and 實時定量 RT-PCR （c）對Dazl, Ehmt2 和Hmga1異常剪接進行驗證。

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