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科技成果

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关于Ndrg3基因在精子发生过程中功能与机制的最新研究
发布时间:2018-07-12

 

       《科学报道》(Scientific Reports)于2017 年3月发表了我所关于Ndrg3基因通过ERK信号通路调控雄性生殖细胞DNA双链断裂修复的研究论文(Pan H, Zhang X, Jiang H, Jiang X, Wang L, Qi Q, Bi Y, Wang J, Shi Q, Li R. Ndrg3 gene regulates DSB repair during meiosis through modulation the ERK signal pathway in the male germ cells. 2017 Mar 14; 7: 44440. doi: 10.1038/srep44440)。
       精子发生(spermatogenesis)是雄性生殖中最关键也是最复杂的一部分。精子发生过程中各重要生命活动如减数分裂(meiosis)、能量代谢等受到精密调控。这些重要生命活动如果异常会直接影响精子发生,甚至导致雄性不育。Ndrg3是NDRG基因家族中的重要成员。过去的研究发现, Ndrg3蛋白存在于人的多个组织和器官中,以睾丸中的表达量最高。该蛋白在睾丸中的高表达是否暗示该基因在睾丸中具备重要功能?目前Ndrg3的生理功能研究还十分有限,尤其是在精子发生中的作用更是未见报道。
       本所研究人员通过制备敲除鼠的方法将Ndrg3基因剔除,并首次揭示了Ndrg3在雄性生殖中的作用,即Ndrg3缺失导致雄性小鼠减数分裂出现问题,进而出现生殖障碍。深入研究发现Ndrg3作用于生精细胞减数分裂中的DNA双链断裂修复(DSB repair)。在机制上,研究人员发现,Ndrg3通过乳酸-ERK1/2通路调控Rad51的转录,进而调节了生精细胞的成熟。本研究的另一个创新点是发现了乳酸在睾丸中除了作为提供能量的原料,也可以参与Ndrg3通路调控基因表达及蛋白质合成,并对生精细胞的发育产生影响。这一研究得到了上海市自然科学基金、上海市卫生和计划生育委员会青年科研课题和上海计生所青年科技创新基金的资助。

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