近日，生命科学学院苏友强教授团队与中国科学院生物物理研究所薛愿超教授团队在Advanced Science杂志发表题为“LSM14B is an Oocyte-Specific RNA-Binding Protein Indispensable for Maternal mRNA Metabolism and Oocyte Development in Mice”的研究论文。生命科学学院博士后李会与中国科学院生物物理研究所博士研究生赵海莲为共同第一作者，苏友强教授与薛愿超教授为共同通讯作者，山东大学为第一作者和通讯作者单位。


卵母细胞的发育成熟受控于其自身所具有的独特的基因表达程序与调控机制。在绝大多数哺乳动物，卵母细胞的基因转录活动发生在其早期生长阶段而在其生长的终段停止，这使得之后的卵母细胞成熟、受精和早期胚胎发育完全依赖于其在生长过程中所表达并储存的mRNA。因此，转录后mRNA的代谢调节成为卵母细胞内基因表达调控的关键方式，而母源mRNA的有效储存以及在特定的发育与成熟节点的选择性翻译和降解（统称母源mRNA的命运）就成为制约卵子发生成败与卵子质量的关键因素。然而，决定母源mRNA命运的具体分子机制尚不十分清楚，是目前国际卵子发生领域的研究热点和前沿。


RNA结合蛋白（RBP）在母源mRNA代谢和卵子发生过程中发挥着重要的调控作用，但其中的具体作用机制还远未阐明。该研究利用RNA互作组捕获(RNA-Interactome Capture, RIC)技术首次成功分离鉴定了小鼠卵母细胞的RBP组（RBPome），并且从中发现了进化上高度保守的LSM14B是卵母细胞特异表达的并且为卵母细胞发育成熟和母源mRNA代谢调控所必需的核心RBP。LSM14B缺失不影响雄性生殖但雌鼠因其所排出的卵母细胞在完成第一次减数分裂后进入间期而导致不孕。通过分离鉴定LSM14B所结合的mRNA与蛋白质，该研究揭示了LSM14B作为核心组织者与诸多卵子发生所必需的因子的蛋白及mRNA形成动态多功能的核糖核蛋白（RNP）复合物共同调控母源mRNA的代谢与卵母细胞的发育成熟。这些因子包括BRWD1、CKS2、DNMT1、DPPA3、GDF9、GPR3、MARF1、MOS、NLRP5、NOBOX、NPM2、PADI6、PDE3A、TRIM28以及UHRF1等。此外，LSM14B与多个参与mRNA不同代谢过程的RBP（如CNOT1、CPEB1、CPSF1、DDX6、EDC4、EIF4E1B、EIF4ENIF1、ESRP1、MARF1、PABPC1L、PATL2、YBX2、和ZAR1等）相结合并调控卵母细胞的翻译，同时，通过相分离以液滴样凝聚物存在于早期发育时期卵母细胞内的P-Body。这些发现为深入探究母源mRNA命运与卵子质量决定的机制提供了新的切入点。同时，鉴于某些RBP（如PATL2与EIF4ENIF1）的基因突变导致人类卵母细胞成熟缺陷或卵巢早衰，该研究对于由遗传缺陷或高龄所致卵子质量下降而引起的不孕不育的诊断与治疗也具有重要的指导意义。

该研究得到国家重大科学研究计划与自然科学基金、山东省自然科学基金重大基础研究项目、以及山东大学“双一流”学科建设项目经费的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1002/advs.202300043