逆转座基因Nkapl在精子发生过程中的功能和机制研究
批准号:
32070843
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
叶岚
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:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
叶岚
中文摘要
精子发生过程中特定发育阶段的转录因子和表观遗传蛋白协同调控基因的表达。NF-κB (Nuclear Factor Kappa B)家族的转录因子参与调节多种基因的转录,且存在激活和抑制两种模式。Nkapl (NF-κB-activating protein-like)是一个由X染色体逆转座至常染色体上的基因,特异地表达于雄性生殖细胞。我们通过CRISPR-Cas9技术构建了Nkapl基因敲除小鼠模型和NKAPL FLAG-HA标签鼠。Nkapl KO小鼠雄性不育,大部分生精管腔阻滞在圆形精子阶段。我们将深入分析Nkapl基因缺失小鼠生殖表型,探索其雄鼠不育的原因。RNA-seq、CoIP-质谱和染色质免疫沉淀联合高通量测序(ChIP-seq)联合分析将揭示NKAPL蛋白在基因组上的结合位点以及其调控基因表达的作用机理。
英文摘要
Stage-specific transcription factors coordinate with epigenetic factors to regulate gene expression in spermatogenesis. The NF-κB (Nuclear Factor Kappa B) family of transcription factors regulates transcription of a wide variety of genes through gene activation or repression. Nkapl (NF-κB-activating protein-like) is a gene that retrotransposes from X chromosome to autosomes, specifically expresses in male germ cells. We generated Nkapl KO and FLAG-HA tagged NKAPL mice by CRISPR-Cas9 technology. Nkapl KO male were infertile, with the majority of seminiferous tubules arrested at the round spermatid stage. In this study, we will investigate the phenotype of Nkapl KO males, and explore the related mechanism. Combined analyses including RNA-seq, CoIP-mass spectrometry and chromatin immunoprecipitation followed by sequencing (ChIP-seq) will uncover the genomic binding sites of NKAPL and address the mechanism through which NKAPL regulates gene expression.
哺乳动物中由RNA聚合酶II(Pol II)介导的基因转录是一个精细调节的过程,涉及转录启动、启动子近端暂停、转录延伸和转录终止。在精子发生过程中,转录起始在基因表达调控中得到了广泛的研究,但在减数分裂中,启动子近端暂停如何被调节,转录延伸如何与转录起始相互作用仍不清楚。在本项研究中,我们发现睾丸特异表达蛋白NKAPL促进启动子近端暂停的Pol II释放。Nkapl基因敲除鼠雄性不育,生精发育出现减数分裂退出阶段的异常,与转录起始复合物蛋白Sox30全敲和睾丸特异性Hdac3敲除表型类似。NKAPL靶向结合启动子区域新生RNA,在含GAA重复序列的基因组位点与DNA-RNA杂交结构(R-loop)共定位,形成相分离凝聚物以驱动R-loops并促进暂停Pol II的释放。NKAPL缺失导致Pol II暂停的延长和转录起始复合物在染色质上的阻滞。无精子症患者在NKAPL基因发生错义突变,其中NkaplM349fs突变鼠雄鼠不育,呈现与NKAPL敲除鼠类似的减数分裂退出阶段发育缺陷。综上研究揭示了NKAPL作为新型R-loop识别蛋白促进转录暂停Pol II的释放,与SOX30/HDAC3介导的转录起始机器协同发挥作用,共同驱动减数分裂退出阶段的基因表达重编程。
染色质重塑蛋白MORC2A调控减数分裂及转座子的作用机制
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批准号:82371617
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项目类别:面上项目
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资助金额:48万元
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批准年份:2023
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负责人:叶岚
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依托单位:
组蛋白去乙酰化酶HDAC3在精子发生中的功能和相关机制
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批准号:31871503
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项目类别:面上项目
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资助金额:59.0万元
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批准年份:2018
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负责人:叶岚
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依托单位:
Rapamycin引起雄性不育和mTOR信号通路调控精子发生的分子机制研究
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批准号:81471502
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项目类别:面上项目
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资助金额:66.0万元
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批准年份:2014
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负责人:叶岚
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依托单位:
国内基金
海外基金