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Caprin2通过结合Mettl14调控线粒体Drp1的m6A修饰在卵母细胞体外成熟中的作用和机制研究

批准号:
82071713
项目类别:
面上项目
资助金额:
52.0 万元
负责人:
梁晓燕
依托单位:
学科分类:
辅助生殖
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
梁晓燕

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
翻译起始在卵母细胞恢复减数分裂过程中受到精密的调控,是卵母细胞体外成熟(IVM)中的关键事件,然而IVM的翻译调控机制并未阐明。通过卵母细胞蛋白组数据分析,我们发现Caprin2在卵母细胞成熟过程中存在显著的下调表达。在人卵母细胞中干预Caprin2促进了卵母细胞体外成熟。Caprin2下调抑制了线粒体Drp1的表达,进而调控了线粒体自噬和ATP合成。机制研究发现,Caprin2调控了Drp1的m6A甲基化修饰,影响了Drp1的翻译。鉴于Caprin2同工酶Caprin1可以招募Mettl3/Mettl14调控RNA甲基化,并且Drp1存在Mettl14结合位点。因此我们提出假设:Caprin2是否通过结合Mettl14调控了Drp1的RNA甲基化,进而调控了Drp1的翻译,促进了卵母细胞的体外成熟?本项目拟采用免疫共沉淀、MERIP和基因敲除等方法,为卵母细胞翻译起始调控提供理论依据。
英文摘要
Post-transcriptional translation initiation are precisely regulated in the process of oocyte meiosis recovery, to play key roles in oocyte maturation in vitro(IVM). However, the translation regulation mechanism in IVM has not been clarified. Through the analysis of proteomics data of oocytes, we found that Caprin2 was significantly down-regulated during oocyte maturation. Caprin2 protein degradation in human oocytes promoted oocyte maturation in vitro. After Caprin2 intervention, we found that the expression level of Drp1, a key protein for mitochondrial fission, was significantly down-regulated, which further inhibited mitochondrial autophagy and promoted ATP production. Further mechanism studies showed that Caprin2 affected the protein expression of Drp1 by regulating the translation process, and Caprin2 regulated the RNA methylation level of Drp1. Studies have shown that Carpin1, as Caprin2 isoenzyme, achieved specific regulation of RNA methylation by binding Mettl3/Mettl14 and target RNA. Based on database, we found that Drp1-RNA may bind to Mettl14. Therefore, we proposed a hypothesis: whether Caprin2 specifically regulates the RNA methylation of mitochondrial Drp1 by binding Mettl14, thereby regulating the translation of Drp1 and promoting the maturation of oocytes in vitro? Methods of immunoprecipitation, MERIP and gene knockout would be used in this project to provide support for the regulation of oocyte translation initiation.
翻译起始在卵母细胞恢复减数分裂过程中受到精密的调控,是卵母细胞体外成熟(IVM)中的关键事件,然而IVM的翻译调控机制并未阐明。我们协助开发了单细胞转录组和翻译组测序技术(T&T-seq),显著提升了小鼠和人类卵母细胞样本的测序灵敏度和覆盖率,解析了卵母细胞从GV期到MII期翻译活性的阶段性特征。为进一步探讨卵母细胞翻译调控的机制,我们以翻译调控密切相关的RNA结合蛋白RBP在卵母细胞成熟中的差异和功能为切入点,展开了我们的研究。利用单细胞蛋白组技术检测RNA结合蛋白的差异,发现Caprin2在卵母细胞成熟过程中显著下调。结合单细胞转录组和翻译组数据,我们确认Caprin2的转录、翻译和蛋白水平在GV至MII阶段均显著降低。通过TRIM-away技术靶向降解Caprin2蛋白,结果显示,Caprin2的干预在小鼠和人类卵母细胞中均显著促进了成熟过程。单细胞转录组和翻译组分析进一步揭示,Caprin2干预显著影响了一系列基因的翻译效率,这些基因主要富集于线粒体功能和mRNA代谢相关通路,表明Caprin2在翻译调控中发挥了关键作用。通过RIP-seq,我们鉴定了Caprin2结合的基因,发现这些基因主要富集于细胞发育、基因表达和mRNA代谢通路,且其翻译活性在Caprin2敲低后显著增强,表明Caprin2通过结合特定基因抑制其翻译效率。此外,我们发现Caprin2结合的基因大多富含m6A修饰,且m6A修饰与翻译效率显著相关。m6A作为卵母细胞翻译增强的核心机制,其调控因子YTHDF3在翻译中发挥重要作用。YTHDF3敲低会抑制翻译过程,导致关键基因翻译效率下降,从而影响减数分裂成熟。结合Caprin2 RIP-seq和翻译组学分析,我们筛选到WAPL作为Caprin2的关键靶基因,Caprin2通过结合WAPL 3′UTR区域抑制其翻译效率,而m6A修饰和YTHDF3调控了Caprin2对WAPL的表达。我们的研究鉴定了Caprin2作为调控翻译活性并影响卵母细胞体外成熟的关键RNA结合蛋白,阐明了卵母细胞成熟过程中m6A介导的翻译调控机制,为优化体外成熟体系提供了新的干预靶点和策略。
巨噬细胞经外泌体GBP2诱导颗粒细胞焦亡在系统性红斑狼疮患者卵巢功能下降的作用和机制研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    53万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    梁晓燕
  • 依托单位:
卵巢颗粒细胞对卵子老化的影响及抑制晚期糖基化终末产物对卵子质量的干预研究
  • 批准号:
    81471507
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    74.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    梁晓燕
  • 依托单位:
抗苗勒氏管激素与PCOS卵泡发育障碍及治疗靶点研究
  • 批准号:
    30973202
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    30.0万元
  • 批准年份:
    2009
  • 负责人:
    梁晓燕
  • 依托单位:
多囊卵巢综合征中局部细胞间调节对卵母细胞成熟的影响
  • 批准号:
    30271367
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    19.0万元
  • 批准年份:
    2002
  • 负责人:
    梁晓燕
  • 依托单位:
国内基金
海外基金