EMBO J | 邵明/李昂/石德利合作发现斑马鱼生殖颗粒组织者

核糖核蛋白（ RNP ）颗粒是最常见的无膜生物大分子凝聚体。 生殖颗粒、拟染色体、应激颗粒、 P-bodies 、核仁和 paraspeckle 小体等都属于 RNP 颗粒，在决定细胞命运和调控 RNA 代谢中发挥着重要作用【1, 2】。虽然这些颗粒可能通过 RNA 与蛋白质之间以及蛋白质与蛋白质之间的多价相互作用形成【3, 4】。然而，对 RNP 颗粒组装的关键控制因子和组装机制的了解仍然相对有限。

生殖颗粒常作为研究 RNP 颗粒组装的模型，其组装决定了原始生殖细胞（ PGCs ）的命运。无脊椎动物线虫和果蝇，脊椎动物如斑马鱼和爪蛙都采用先成策略产生生殖细胞【5-7】。这些动物会在卵母细胞中产生“生殖质”母源因子，相分离形成 生殖 颗粒，受精后在胚胎中特异定位 。 继承这一部分生殖颗粒的 卵裂球 最终 分化 成原始生殖细胞（ Primordial Germ Cell ， PGC ）。然而，生殖质的组成和各成分的功能尚未完全阐明，一些重要的科学问题仍然 缺少答案 。例如：为什么生殖质 RNA 可以在生殖细胞中被稳定而在体细胞中则被迅速降解？生殖质成分如何在卵裂期迅速组装？

近日 ，山东大学生命科学学院邵明教授联合山东大学生命科学学院李昂教授 和中国海洋大学 石德利 教授 在TheEMBO Journal杂志发表了题为“Rbm24a dictates mRNA recruitment for germ granule assembly in zebrafish”的研究论文。该工作在斑马鱼中发现母源Rbm24a是生殖颗粒的关键组织者，其通过与Buc蛋白形成复合物来招募生殖质RNA，保证生殖质颗粒的定向聚集形成有功能的大颗粒。

Rbm24 是一个进化上非常保守的 RNA 结合蛋白，在 N 端有 一个 RNA 识别基序（ RRM ） 。 Rbm24 在不同组织分化中采用不同的分子机制：它是心肌和骨骼肌分化过程中选择性剪接的控制因子【8】，同时也是晶状体和毛细胞终末分化过程中保障 mRNA 稳定性和翻译效率的重要成分【9, 10】。 rbm24a 有明显的母源表达，然而由于该基因纯合突变体致死，其母源产物的功能完全未知。

研究人员利用靶向内含子的基因敲入技术获得了 rbm24a-GFP 基因敲入品系，意外地发现 Rbm24a 母源蛋白在生殖质颗粒中特异定位。为了克服 rbm24a 合子突变致死的技术障碍，研究者借助卵母细胞条件敲除技术成功获得了 rbm24a 的母源突变体， 并通过单细胞转录组等方法充分证明 该突变体呈现全雄不育和原始生殖细胞 特异性 缺失的表型。

免疫荧光和荧光原位杂交 结果显示： 所有已知的生殖质 RNA 成分均不能进入生殖质颗粒中。而生殖质蛋白成分虽能相分离，但不能通过 Kinesin-1 介导定向运输在卵裂沟形成大颗粒。为了进一步探索分子机制，研究人员证明了 Rbm24a 能够和生殖质蛋白 Buc 互作形成复合体，结合生殖质的 mRNA 组分。在哺乳动物细胞中， Rbm24a 需要和 Buc 形成复合物才能高效招募生殖质 mRNA 。利用 zGrad 蛋白降解系统在卵裂期后靶向降解 Rbm24a 母源蛋白，同样会引发 PGC 缺失的表型，这提示 Rbm24a 不但对形成大的有功能的生殖颗粒是必需的，同时也在大颗粒形成后控制聚集体的稳定性。

总之， 该工作 新发现 Rbm24a 是生殖质组织者，其与 Buc 蛋白形成复合物招募生殖质 RNA 组分进入相分离的颗粒，控制生殖质颗粒在卵裂沟的定向运输形成大颗粒 来 抵抗降解， 从而 保证 PGC 正常形成 。 该工作显示生殖颗粒的相分离不需要 RNA 成分， Buc 蛋白才是生殖质相分离的决定因素，而 RNA 只是客户分子。 mRNA 的特异性捕获受控于 Rbm24a-Buc 复合物，其特异性募集 RNA 的分子机制值得深入研究。应用方面，该工作也提示 Rbm24a 可以作为潜在靶点控制鱼类的育性。

山东大学生命科学学院邵明教授、 李昂 教授 和 中国海洋大学 石德利教授 为本论文的 共同 通讯作者。山东大学生命科学学院博士生 张伊庄 为本论文的第一作者。

原文链接：https://doi.org/10.1038/s44318-025-00442-z

制版人：十一

参考文献

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[4]Tauber, D., G. Tauber, and R. Parker, Mechanisms and Regulation of RNA Condensation in RNP Granule Formation[J].Trends Biochem Sci, 2020. 45(9): p. 764-778.

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