SMG6 localizes to the chromatoid body and shapes the male germ cell transcriptome to drive spermatogenesis.
SMG6 localizes to the chromatoid body and shapes the male germ cell transcriptome to drive spermatogenesis.
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SMG6定位于染色体体，并塑造雄性生殖细胞转录组以驱动精子发生。
DOI：
10.1093/nar/gkac900
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发表时间：
2022-11-11
影响因子：
14.9
通讯作者：
Kotaja, Noora
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Lehtiniemi, Tiina;Bourgery, Matthieu;Ma, Lin;Ahmedani, Ammar;Makela, Margareeta;Asteljoki, Juho;Olotu, Opeyemi;Laasanen, Samuli;Zhang, Fu-Ping;Tan, Kun;Chousal, Jennifer N.;Burow, Dana;Koskinen, Satu;Laiho, Asta;Elo, Laura L.;Chalmel, Frederic;Wilkinson, Miles F.;Kotaja, Noora
无义介导的RNA降解（NMD）是一种高度保守和选择性的RNA周转途径，依赖于核酸内切酶SMG 6。在这里，我们表明SMG 6是小鼠雄性生殖细胞分化所必需的。Smg 6的生殖细胞条件性敲除（cKO）诱导广泛的转录组失调，包括未能消除早期单倍体细胞中减数分裂表达的转录本，以及具有长3′非翻译区（UTR）的NMD靶mRNA的积累。雄性生殖细胞中SMG 6的缺失导致在早期单倍体细胞阶段精子发生的完全停滞。我们发现SMG 6在拟染色体体（CB）中显著富集，CB是雄性生殖细胞中的一种特化细胞质颗粒，也含有PIWI相互作用RNA（piRNA）和piRNA结合蛋白PIWIL 1。这提出了SMG 6和皮尔纳通路一起起作用的可能性，这得到了几项发现的支持，包括Piwil 1-KO小鼠表型复制Smg 6-cKO小鼠以及SMG 6和PIWIL 1共同调节圆形精子细胞中的许多基因。总之，我们的研究结果表明，SMG 6是男性生殖系转录组的重要调节因子，并强调CB作为协调RNA调控途径以控制精子产生和生育力的分子平台。
Nonsense-mediated RNA decay (NMD) is a highly conserved and selective RNA turnover pathway that depends on the endonuclease SMG6. Here, we show that SMG6 is essential for male germ cell differentiation in mice. Germ-cell conditional knockout (cKO) of Smg6 induces extensive transcriptome misregulation, including a failure to eliminate meiotically expressed transcripts in early haploid cells, and accumulation of NMD target mRNAs with long 3′ untranslated regions (UTRs). Loss of SMG6 in the male germline results in complete arrest of spermatogenesis at the early haploid cell stage. We find that SMG6 is strikingly enriched in the chromatoid body (CB), a specialized cytoplasmic granule in male germ cells also harboring PIWI-interacting RNAs (piRNAs) and the piRNA-binding protein PIWIL1. This raises the possibility that SMG6 and the piRNA pathway function together, which is supported by several findings, including that Piwil1-KO mice phenocopy Smg6-cKO mice and that SMG6 and PIWIL1 co-regulate many genes in round spermatids. Together, our results demonstrate that SMG6 is an essential regulator of the male germline transcriptome, and highlight the CB as a molecular platform coordinating RNA regulatory pathways to control sperm production and fertility.
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