Nat Commun | 吴克良/陆发隆/王加强/刘玉胜等揭示体外成熟的人和小鼠卵母细胞的关键缺陷
来源：生物探索 2024-07-14 16:23
卵母细胞在生长过程中积累大量母源mRNA，并在发育至完全生长阶段后关闭转录，在随后的卵母细胞成熟过程中母源mRNA需要经过严格转录后调控为受精和早期胚胎发育做好准备。
不孕不育是世界范围内日益突出的重大问题。卵母细胞体外成熟是辅助生殖的重要技术之一。然而，体外成熟卵母细胞来源的胚胎在发育质量和妊娠结局等方面均比体内成熟卵母细胞来源的胚胎差，其分子机制所知甚少。
山东大学陈子江院士团队吴克良、中国科学院遗传与发育生物学研究所陆发隆、东北农业大学王加强及东北林业大学刘玉胜通过紧密合作在Nature Communications发表题为Maternal mRNA deadenylation is defective in in vitro matured mouse and human oocytes的研究论文，发现人和小鼠体外成熟卵母细胞中母源mRNA去腺苷酸化（也称poly(A)尾去尾）受损导致数千个基因poly(A)+转录本丰度增加；机制上是去腺苷酸化复合物关键因子Btg4和Cnot7的mRNA在体外成熟过程中不能正常通过多聚腺苷酸化翻译激活从而蛋白水平下降，进而影响卵母细胞中母源mRNA的去腺苷酸化过程。这一重要工作揭示了体外成熟卵母细胞的关键分子缺陷，对将来辅助生殖技术中提升体外成熟卵母细胞的质量具有指导意义。
卵母细胞在生长过程中积累大量母源mRNA，并在发育至完全生长阶段后关闭转录，在随后的卵母细胞成熟过程中母源mRNA需要经过严格转录后调控为受精和早期胚胎发育做好准备。本研究使用团队先前开发的PAIso-seq技术对人和小鼠体外和体内成熟的卵母细胞进行了包含完整poly(A)尾巴的全长转录组测序，发现与先前报道一致的数千个基因在体外成熟卵母细胞中poly(A)+转录本水平异常上调。因为在卵子成熟过程中无新的转录本合成，并且已知在此过程中母源mRNA发生大量的mRNA去腺苷酸化。因此研究人员提出新的假设：在体外成熟卵母细胞中观察到的poly(A)+转录本水平异常上调是由去腺苷酸化受损导致的。对全转录组poly(A)尾进行深入分析很好地支持了上述假设。
进一步对分子机制进行探索表明编码去腺苷酸化复合物重要组分的Btg4和Cnot7的mRNA在卵子成熟过程中通过poly(A)尾加尾驱动的翻译激活受损；导致去腺苷酸化复合物重要组分的蛋白水平降低；从而导致体外成熟卵母细胞中发生全局性的母源mRNA去腺苷酸化重大缺陷。
研究示意图（Credit: Nature Communications）
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