Adv Sci：中国科学技术大学江小华等团队揭示男性不育新机制

减数分裂是有性生殖的核心基础，通过一系列精密有序的染色体事件保障遗传多样性与基因组稳定性。在减数分裂Ⅰ前期早期（细线期至偶线期），精母细胞面临一个核心矛盾：细线期与偶线期细胞整体转录活性被抑制至几乎检测不到的水平，但此时细胞仍需精准合成大量DNA双链断裂修复蛋白与染色体联会相关因子。

细胞无法依靠全新转录生成mRNA，只能完全依靠储存的mRNA翻译来满足该阶段特异性蛋白需求。但介导这种翻译适应性调控的分子机制尚不明确，这也成为生殖生物学领域关键科学问题：处于转录静默状态的精母细胞如何利用存量转录本快速合成完成减数分裂所需的大量蛋白质？

翻译过程将mRNA携带的遗传信息转化为功能性蛋白，分为起始、延伸、终止三个核心阶段。翻译起始阶段，核糖体小亚基结合起始因子结合mRNA5'端并扫描起始密码子，随后核糖体大亚基与之结合，形成具备翻译活性的完整核糖体。

延伸阶段，核糖体依照mRNA密码子模板，循环向新生肽链依次添加氨基酸；每一轮循环包含解码、肽键生成、移位三步，全程依赖核糖体与各类关键延伸因子协同催化完成。

解码过程中，核糖体解码中心协同延伸因子eEF1A、eEF1B2、eEF1D、eEF1G，将匹配的氨酰-tRNA精准募集至核糖体A位点；随后核糖体肽基转移酶中心催化肽键形成，将新生肽链连接至新进入的氨酰-tRNA携带的氨基酸上；最后延伸因子eEF2推动核糖体沿mRNA向3'端移动一个密码子，开启下一轮延伸。当释放因子eRF1、eRF3识别终止密码子时，多肽链释放，核糖体完成循环复用，翻译终止。

以往对配子发生过程翻译调控的研究多聚焦翻译起始、mRNA储存与降解过程，但越来越多证据表明翻译延伸是同等重要的调控节点，在翻译需求旺盛的细胞中尤为关键。翻译延伸依赖真核延伸因子（eEFs）协同发挥作用，其中eEF1复合物负责将氨酰-tRNA转运至核糖体A位点。

eEF1G亚基作为支架结构，对维持eEF1B复合物稳定、高效完成鸟苷酸交换至关重要，进而促进翻译延伸过程。生殖细胞翻译调控模式与体细胞存在显著差异：体细胞主要依赖转录起始持续供给mRNA，而生殖细胞依靠转录后调控，依托储存转录本实现高效翻译延伸。

近年研究已证实延伸因子具备生殖细胞特异性功能：eEF1B2通过TAF4B调控人精原干细胞增殖，罗非鱼eEF1A1b突变体可造成精子发生阻滞。但eEF1G在哺乳动物减数分裂中的功能尚无任何研究报道。

eEF1G调控减数分裂过程翻译的作用机制模式图 （图源自Advanced Science ）

本研究证实eEF1G在生精细胞中高表达，且在减数分裂早期表达水平尤为突出。生殖细胞特异性敲除Eef1g基因的雄性小鼠完全不育，减数分裂阻滞于Ⅰ前期，同时伴随DNA双链断裂无法修复、同源染色体联会受损、减数分裂重组缺陷。

eEF1G可与核糖体结合，提示其参与维持翻译过程；敲除该基因后，转录静默的细线期/偶线期蛋白翻译总量显著下降。上述结果证明eEF1G是平衡翻译产能与早期减数分裂蛋白合成需求的关键分子。

参考消息：https://doi.org/10.1002/advs.76264