母源复合体SCMC调控哺乳动物卵母细胞向早期胚胎转换的分子机制
批准号:
31930033
项目类别:
重点项目
资助金额:
297.0 万元
负责人:
李磊
依托单位:
学科分类:
生殖细胞及性别决定
结题年份:
2024
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
李磊
中文摘要
母源调控主导早期胚胎发育,目前对哺乳动物母源调控认知非常有限。近期申请人新发现了哺乳动物卵母细胞和早期胚胎特异复合体SCMC (subcortical maternal complex)。该复合体包括多种母源蛋白,通过多种生物学事件调控卵母细胞向早期胚胎转变过程;编码该复合体的多种组分基因突变与女性生殖疾病发生密切相关,并形成哺乳动物母源调控领域的新方向。目前有关SCMC组成、分子功能及其作用机制还很不清楚。申请人准备利用生物化学、结构生物学和遗传学等的技术,鉴定SCMC新组分并研究其功能,解析SCMC组分蛋白质、复合体结构和蛋白质直接的作用关系,研究SCMC与胞质晶格及RNA的关系,探索SCMC基因突变动物模型在女性相关生殖疾病研究中的应用,最终揭示SCMC在哺乳动物卵母细胞向早期胚胎转变过程中的分子作用机制,为女性复发性早期胚胎丢失和胎儿印记基因异常等生殖疾病的预防和诊断提供新思路。
英文摘要
Maternal effect genes play essential roles in early embryogenesis before zygotic genome activation (ZGA). Using mouse genetic approach combined with biochemistry analysis, we have recently identified a mammalian-specific subcortical maternal complex (SCMC) that is essential for mouse preimplantation development. The SCMC includes several maternal proteins and is involved in multiple processes during mammalian oocyte-to-embryo transition. The mutation of human several SCMC genes is associated with certain human reproductive disorders. Currently, the constitution,the molecular function and the mechanism of SCMC remain largely unclear. Through biochemistry, structure biology and genetic approaches, we will identify the novel components of the SCMC, study the function of these new genes, illustrate the interaction of proteins in the SCMC, investigate the relationship between the SCMC and RNA and CPLs (cytoplasmic lattices) in this project. The mechanism of SCMC during mammalian oocyte-to-embryo transition may provide important insight to causes of human infertility and recurrent spontaneous abortions.
哺乳动物卵母细胞向早期胚胎转变过程标志着人类生命的起始,该过程主要受到母源效应基因调控,一直是生命科学领域的前沿和难点。2008年申请人鉴定了母源蛋白复合体SCMC将哺乳动物母源调控研究提升到分子相互作用水平,SCMC也逐渐成为物卵母细胞向早期胚胎转变研究领域前沿。特别是最近的临床研究发现编码该复合体组分的多个基因突变与女性多种生殖疾病发生相关,使得对于SCMC调控作用以及相关突变的治病机制的研究成为领域内亟待解决的问题。但是作为一个高分子量的蛋白复合体,目前有关SCMC的组分和作用机制仍存在着大量的未知性。在本项目中,我们首先解析了人和小鼠SCMC核心复合体的冷冻电镜结构,在蛋白质氨基酸水平上解析了SCMC关键组分间的相互作用方式,为进一步研究SCMC在哺乳动物早期胚胎发育中的作用奠定了基础。同时我们也进一步证明了人与小鼠SCMC结构上的保守性,将SCMC的不稳定性与女性生殖疾病联系起来并提供了一种诊断生殖障碍和发现新的不孕症相关变异的策略,大大推进了对于相关女性生殖疾病的机制研究。我们还筛选并鉴定了三种SCMC的新组分14-3-3、Nlrp4f和Spin1。通过对新组分功能机制的研究,我们阐明了SCMC在调控细胞周期、参与胞质晶格形成以及保护H3K4me3重编程等重要生理过程中的分子机制,从而系统揭示SCMC调控哺乳动物卵母细胞向胚胎发育转变过程中的作用机制。本项目的完成不仅丰富了哺乳动物早期胚胎发育母源调控的知识,推动哺乳动物母源调控领域的发展,同时为相关女性生殖疾病的治疗提供了新的线索和方向。此外,在项目执行过程中,我们按期撰写年度进展报告和中期报告,并整理相应研究进展以论文形式予以发表,目前已发表带有本项目资助论文11篇,培养博士后及研究生7名。
ASH2L通过不同亚型调控小鼠早期胚胎发育的机制
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批准号:32170812
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项目类别:面上项目
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资助金额:58万元
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批准年份:2021
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负责人:李磊
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依托单位:
BCAS2调控小鼠ES细胞增殖和围植入期胚胎发育的作用机制
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批准号:31771633
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项目类别:面上项目
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资助金额:70.0万元
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批准年份:2017
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负责人:李磊
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依托单位:
蛋白复合体新组分SCMC5的鉴定、功能和分子作用机制研究
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批准号:31471353
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项目类别:面上项目
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资助金额:88.0万元
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批准年份:2014
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负责人:李磊
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依托单位:
BCAS2在小鼠早期胚胎发育过程中的生理功能及分子作用机制
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批准号:31171382
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项目类别:面上项目
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资助金额:70.0万元
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批准年份:2011
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负责人:李磊
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依托单位:
TLE6在哺乳动物早期胚胎发育过程中的生理功能的研究
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批准号:30971655
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项目类别:面上项目
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资助金额:32.0万元
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批准年份:2009
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负责人:李磊
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依托单位:
国内基金
海外基金