科学家在男性不育患者体内发现新的基因突变

不孕不育是一些家庭面对的痛苦。2017年5月26日凌晨，在线公开发表在国际顶级学术期刊《细胞》（Cell）的一篇研究论文表明，一类与男性不育必要涉及的基因被找到。该基因Piwi（Hiwi）的三种变异，皆不会造成男性无法产生成熟期的、有活力的、合格的精子，即“无精子症”，导致男性不育。

该研究成果或将为临床化疗带给新的转机。该论文通讯作者是中科院生化与细胞所（中国科学院生物化学与细胞生物学研究所）研究员刘默芳、上海市计划生育科学研究所研究员施惠娟。

在男性不育患者体内找到新的基因突变该研究论文称之为，Piwi家族的蛋白在整个生物进化历史上都很激进，线虫、果蝇、鱼类、小鼠、人体内都有这种蛋白。但这种蛋白只在这些生物的生殖细胞中不存在。精子的产生和成熟期过程。

图片皆由刘默芳课题组获取从1998年到2008年，科学家们对线虫、果蝇、鱼类、小鼠的研究都指出，Piwi家族的蛋白对生殖细胞的成熟期至关重要。但在人体内呢，在精子成熟期的过程中，Piwi家族的蛋白充分发挥了什么起到？人类的一种Piwi基因被称作Hiwi基因，该基因编码产生HIWI蛋白。

刘默芳、施惠娟率领的研究人员对413位原发性“无精子症”、弱精症患者展开了基因检测，他们在三位患者的Hiwi基因中，找到了三种基因突变型，对应在HIWI蛋白中分别为：R218A／L221A（患者1），L221G／N225H（患者2），L221R（患者3）。研究人员找到，如果在小鼠基因组“敲入”这些突变基因，雄性小鼠不会经常出现不孕，其精子形态出现异常，头部结构质地，无活力，与人类患者的疾病表型完全一致。这意味著，Piwi（Hiwi）基因的这些变异，可必要造成男性／雄性不育。

“移位”后，精子才活力宛如Piwi（Hiwi）基因突变，为什么不会造成精子形态畸形、活力不欠佳，以及雄性不育？事情得从一个多世纪以前想起。一个多世纪以前，科学家就在动物精子中找到一个怪异的现象：动物体内数量占有绝对优势是体细胞，在其细胞核里，基因组DNA常常被卷曲成“棒槌”一样的线轴，“线轴”的核心是组蛋白——八个组蛋白的聚集体。

但在成熟期精子细胞中，毕竟另外一种情形。成熟期精子细胞核中的组蛋白被鱼精蛋白更换。

这种“移位”的目的或许是为了让精子的“脑袋”更加钝。更加颗粒的“线轴”是为了确保遗传的稳定性。而且只有这一“移位”顺利完成，精子才不会显得活力宛如。

否则，精子就“身材回头样儿”，游动能力低落，甚至没活力。这一“移位”过程是如何再次发生的，哪些基因、蛋白或其他细胞内物质参予其中？人们知之甚少。直到2010年，科学家找到，只有当“线轴”中的H2A和H2B组蛋白再次发生了泛素化，“移位”才不会再次发生。取名为RNF8的“组蛋白泛素连接酶”调控了这一过程，因为H2A和H2B的泛素化标签，是它加到上去的。

泛素是细胞中分子量较小的一种蛋白。它如一个倒计时牌，一旦一连串的泛素被“挂到”某蛋白上，如组蛋白上，就指出该组蛋白将要“寿终正寝”，被清运往“垃圾场”水解。

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