深圳子科生物報(bào)道：南京醫(yī)科大學(xué)生殖醫(yī)學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室蘇友強(qiáng)研究組與復(fù)旦大學(xué)麻錦彪研究組合作，成功揭示了Marf1基因調(diào)控卵母細(xì)胞發(fā)育成熟和遺傳信息穩(wěn)定傳遞的分子機(jī)制。

研究成果以“Ribonuclease Activity of MARF1 Controls Oocyte RNA Homeostasis and Genome Integrity in Mice”（MARF1的核酸酶活性控制小鼠卵母細(xì)胞RNA的穩(wěn)態(tài)和基因組完整性）為題，于2018年10月17日在國際期刊PNAS上在線發(fā)表。

卵子就如一粒種子，其質(zhì)量優(yōu)劣直接決定著女性的孕育結(jié)局。卵子質(zhì)量低下是導(dǎo)致女性不孕、出生缺陷以及一些成年疾病的主要原因。因此，產(chǎn)生一枚優(yōu)質(zhì)的卵母細(xì)胞成為優(yōu)生優(yōu)育以及助孕的關(guān)鍵。然而，決定卵子質(zhì)量的分子機(jī)制還不是很清楚，是國際上生殖生物學(xué)領(lǐng)域研究熱點(diǎn)。

Marf1是蘇友強(qiáng)教授回國前發(fā)現(xiàn)的一個(gè)調(diào)控小鼠卵子發(fā)生關(guān)鍵過程的新基因，該基因在哺乳動物卵母細(xì)胞內(nèi)優(yōu)勢表達(dá)，但其功能在其他物種尚未報(bào)導(dǎo)，推測其可能是雌性生殖細(xì)胞特異的調(diào)控減數(shù)分裂和逆轉(zhuǎn)座子沉默的關(guān)鍵因子。

在該項(xiàng)研究中，蘇友強(qiáng)與麻錦彪團(tuán)隊(duì)一起解析了小鼠MARF1蛋白關(guān)鍵結(jié)構(gòu)域—NYN和LOTUS的晶體結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)其是一個(gè)進(jìn)化上保守的核酸酶；其次，通過體外酶促反應(yīng)及氨基酸位點(diǎn)定點(diǎn)突變，首次揭示了MARF1的核酸酶活性依賴于其N-端NYN結(jié)構(gòu)域中四個(gè)保守氨基酸（D178,D215,D246 和D272)，以及其C-端的LOTUS結(jié)構(gòu)域；最后，通過CRISPER-CAS9基因組編輯技術(shù)，研究人員制備了MARF1-D272A點(diǎn)突變基因敲入鼠，在體內(nèi)證實(shí)了MARF1對卵母細(xì)胞減數(shù)分裂以及基因組完整性維持的調(diào)控作用。

研究人員進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，MARF1作為核酸酶在成熟之前的卵母細(xì)胞內(nèi)行使著諸如“雕刻藝術(shù)家”的作用—特異性降解冗余核酸，打造精確、完美的母源mRNA庫，進(jìn)而促生一枚優(yōu)質(zhì)卵子。該研究成果為研究卵母細(xì)胞成熟的基因表達(dá)調(diào)控機(jī)制提供了新思路。 

圖. MARF1核酸酶結(jié)構(gòu)域解析及活性驗(yàn)證。(A) MARF1-NYN結(jié)構(gòu)域的晶體結(jié)構(gòu)；（B）體外酶促反應(yīng)檢測MARF1-NYN結(jié)構(gòu)域保守氨基酸位點(diǎn)突變后對MARF1的核酸酶活性影響；（C）MARF1的D272氨基酸位點(diǎn)突變?yōu)锳（Marf1D272A/D272A）的基因敲入雌鼠因排出的卵不能成熟而不孕（箭頭所指的為卵母細(xì)胞的生發(fā)泡/細(xì)胞核）；（D）Marf1D272A/D272A卵母細(xì)胞內(nèi)DNA-雙鏈斷裂增多且有大量mRNA水平升高，并且上調(diào)的mRNA中包含近一半在尿苷酰末端轉(zhuǎn)移酶TUT4/7敲除的卵內(nèi)上調(diào)的mRNA（Tut4/7-KO卵數(shù)據(jù)參見Morgan et al., Nature,2017)。

原文標(biāo)題：

Ribonuclease Activity of MARF1 Controls Oocyte RNA Homeostasis and Genome Integrity in Mice

http://www.pnas.org/content/early/2018/10/16/1809744115