付向东Cell：怀孕是如何开始的？

先知报道

2020-03-14

在精子形成过程中，父本基因组会用鱼精蛋白对组蛋白进行大量置换，从而包裹进精子。而在受精之后，这一过程将被强烈逆转，即用母源组蛋白替换包裹精子DNA的鱼精蛋白，这对于父本基因组重编程和随后的激活至关重要。但是，人们对于这一基本过程如何启动和监管了解甚少。有鉴于此，美国加州大学圣迭戈分校付向东等研究人员，发现剪接激酶SRPK1催化鱼精蛋白磷酸化从而起始受精卵母细胞中父本基因组的重编程。

本文要点

1）研究人员发现，先前表征的剪接激酶SRPK1通过催化鱼精蛋白的位点特异性磷酸化来启动这一生命周期事件，从而触发受精卵母细胞中鱼精蛋白与组蛋白的交换。

2）鱼精蛋白经历了依赖于DNA的相变，转变为凝胶状浓缩物，而SRPK1介导的磷酸化可能有助于打开这样的结构，从而增强被核质蛋白（NPM2）释放的鱼精蛋白，并使HIRA募集用于H3.3聚集。

3）值得注意的是，转座酶可及的染色质测序（ATAC-seq）分析的全基因组测定显示，精子和MII卵母细胞中的选择性染色质可及性在很大程度上以鱼精蛋白磷酸化依赖性的方式在早期的原核中被消除，这表明SRPK1催化的磷酸化引发了两个亲本基因组中高度同步的重组程序。

4）这些结果表明，受精后母源SRPK1能够能够磷酸化父源基因组鱼精蛋白从而启动父本基因组重编程，而鱼精蛋白磷酸化位点的突变则会抑制组蛋白置换过程。

这为相关人类不孕症提供了新的视角与潜在治疗靶点。

参考文献：

Lan-Tao Gou, et al. Initiation of Parental Genome Reprogramming in Fertilized Oocyte by Splicing Kinase SRPK1-Catalyzed Protamine Phosphorylation. Cell, 2020.

DOI：10.1016/j.cell.2020.02.020

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(20)30164-1