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我国科学家发现人类Piwi基因突变导致男性不育

  据媒体报道,我国科学家发现人类Piwi基因突变导致男性不育,并深入揭示了其致病机理。这将为相关男性不育症的早期分子诊断及精准医疗提供理论依据。

  国际著名学术期刊《细胞》在线发表了中国科学院生物化学与细胞生物学研究所刘默芳研究组与上海市计划生育科学研究所施惠娟研究组的这项合作研究成果。

  Piwi基因是动物生殖细胞的特异性表达,在高等动物中,主要活动区域位于雄性的生殖细胞。已有研究表明,剔除小鼠的Piwi基因将导致雄性不育。但长期以来,科学界对Piwi基因在人生殖细胞发育中的功能还完全未知。

  刘默芳等研究人员通过动物实验进一步证实,携带该基因突变的雄性小鼠均不能繁育后代,其疾病表型与人类无精、弱精症患者完全一致。在人类细胞中,DNA与其“功能伴侣”组蛋白密不可分,而精子在成熟前,需要将DNA上的这类“活性”成分组蛋白替换为能够“保卫”DNA遗传信息的“惰性”成分鱼精蛋白,确保受精过程中遗传物质被“高保真”地传递给后代。

  在细胞核中,完成上述“一键转换”功能的“分子开关”是一种名为RNF8的泛素连接酶。研究人员将一段RNF8截短多肽导入突变小鼠的精子细胞后,可恢复精子的正常形态及游动能力。这对临床治疗具有重要理论参考价值。

  该研究是一项从人类遗传学到动物模型、分子机理及治疗策略探索的系统研究,代表了遗传学研究的新高度及新深度。


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