在精子变形阶段,精子核内原本以组蛋白为基础的染色质最终会被替换成高度浓缩地以鱼精蛋白为基础的染色质。然而,对于这个过程中的调控机制,尚不清楚。我们通过对PUM(Pumilio)家族在精子发生中的功能进行研究,发现了可能参与染色质结构转变的转录后调控机制。首先,利用分离的小鼠各级生精细胞,我们确定PUM1和PUM2蛋白均在精原细胞和精母细胞中表达。随后,我们发现减数分裂时期PUM家族特异性敲除的小鼠是不可育的;其产生的精子不仅没有活力,而且80%的精子形态是异常的。透射电镜的结果显示,PUM家族敲除小鼠的圆形精细胞在精子变形阶段经历不对称的顶体发生、异常的染色质重塑以及存在“一胞双核”现象。质谱分析显示,H1连接组蛋白亚型H1F0蛋白的表达在PUM家族敲除的圆形精细胞中明显增加。通过RNA免疫共沉淀(RIP),我们证明PUM1和PUM2二者均能结合H10mRNA。利用双荧光素报告以及核糖体分离实验,我们进一步证明PUM家族能通过结合H1f0 3’UTR上的Pumilio结合位点来抑制其翻译。以上这些结果表明,PUM家族在减数分裂后期精细胞的发育中发挥着关键作用,PUM家族蛋白能通过调控H1连接组蛋白亚型H1f0 mRNA的翻译来保护小鼠精子变形的进行。另外,实验室早期构建的Pum2XE772突变型小鼠产生了融合的PUM2蛋白,但我们仍担忧这个突变的蛋白会有残留的活性。因此,我们新构建了一个Pum2小鼠模型(Pum2E67突变型),并确认其Pum2功能是完全失活的;同时,也发现Pum2是小鼠生长和雄性小鼠生育所必须的,但其缺失不会影响雌性小鼠的生育能力以及生精细胞的凋亡。最后,我们建立了多种PUM家族的小鼠模型以供将来系统研究PUM家族的生物学功能。