2022年12月15日，我院沙家豪教授、郭雪江教授团与中科院生物物理研究所秦燕研究员、江涛研究员团队合作，在学术期刊《自然》（Nature）上发表了题为“雄性生殖细胞特化核糖体调控雄性生育能力”（A male germ cell-specific ribosome controls male fertility）的学术论文（Research Article）。
核糖体是细胞内蛋白质合成的高度精密的分子机器。其主要作用是将信使RNA (mRNA)翻译成机体所需要的蛋白质，即将遗传密码转换为氨基酸序列并从氨基酸单体构建蛋白质聚合物。以往，科学家们普遍认为核糖体就是均质的“翻译机器”，它对mRNA进行无差异的识别和翻译，合成机体所需的全部蛋白质。近年来，越来越多的研究表明真核生物中，核糖体具有异质性。目前，人们对核糖体异质性的精确调控机制知之甚少，核糖体异质性结构基础的研究仍然存在明显的空缺，这需要对核糖体进行系统的结构—功能联合分析。
针对上述问题，研究人员利用蛋白质组学方法检测证实了核糖体蛋白在不同器官和发育阶段的异质性，雄性生殖细胞具有特化的功能性核糖体（图1）。这种特化核糖体具有更宽阔的新生多肽出口通道，有不同于普通核糖体的电荷性质和亲疏水性质。进一步的功能研究，研究人员发现特化核糖体的新生多肽出口通道更适合精子细胞中睾丸特异表达的新生多肽子集的折叠加工，特化核糖体通过赋予多肽子集更高的稳定性来维持正常精子的形成。
图1：小鼠各组织和不同发育阶段睾丸取材及质谱分析流程
这项研究发现了一个雄性生殖细胞特化的核糖体，该核糖体在精子形成过程中具有特殊的蛋白共翻译折叠功能。此外，本研究更是利用特化核糖体解决了长期以来困惑大家的精子蛋白质如何在其生命周期中保持功能和稳定性的问题。这是我校首次以第一通讯单位在《自然》（Nature）期刊上发表研究，这标志着我校生殖医学科研团队在雄性生殖领域取得了重大的突破。
图2：RibosomeST特化新生多肽出口通道作用艺术体现
(素材来源/校网新闻)
