在真核生物的生命过程中,信使RNA的成熟起着非常重要的作用,它是一切生命活动的重要基础。多年以来,人们通过生化研究,找到了信使RNA成熟的一些分子机制,它被一类由核蛋白组成的剪接体复合物所动态调控。这些剪接体复合物的缺陷会导致一系列的疾病。但由于这一过程极具复杂性,人们对于剪接体复合物在发育过程,尤其是精子发生过程中的作用还知之甚少。精子发生过程是一个十分保守的生物学事件,是物种得以延续的基础。精子发生包含了精原细胞的增殖,精母细胞的减数分裂和精子细胞的变形这三大过程,其中任何一个过程发生紊乱,都会导致雄性生殖障碍。非梗阻性无精子症是一类常见的男性不育相关疾病,全球成年男性中的发病率约为1%,遗传原因是非梗阻性无精子症发病的本质原因之一。本实验室前期通过全基因组关联性研究,找到了 32个SNP位点可能与非梗阻性无精子症的发病相关。果蝇由于其较快的繁殖周期、与人类基因较高的同源性以及精子发生过程与人类相似,长期以来被用来进行生殖相关研究。在前期研究中,我们用果蝇对这些SNP位点周围10kb的基因进行了遗传学筛选。在54个候选基因中,我们发现其中7个可能与非梗阻性无精子症的发病相关,剪接体复合物的一个重要组分U2A/SNRPA1就是其中之一,它位于P值最小的SNP位点rs7166401下游约4.5kb处。本文对该基因进行了详细的分析。通过Crispr-Cas9基因敲除技术,我们制作了 U2A敲除的果蝇模型。表型分析发现,在U2A敲除果蝇的睾丸中,精原细胞发生了过度增殖,出现了超过16个精原细胞的精原细胞团;并且精原细胞向精母细胞分化障碍,只有少数的精原细胞完成了分化。而在此过程中,精原干细胞的数量没有发生明显的变化。这一系列的精子发生碍导致U2A敲除果蝇的精囊中没有成熟精子,提示U2A/SNRPA1是人类无精子症的潜在致病基因。Mei-p26是已知的一个精子发生关键基因,其缺失能够导致与U2A缺失相似的表型。我们进一步研究发现,在U2A敲除的果蝇中,mei-p26的最后一个内含子不能被正确切除,从而导致Mei-p26的RNA和蛋白表达水平显著下降。这些结果提示U2A通过剪切mei-p26来参与精子发生的过程。随后我们在U2A敲除的果蝇中转入人的同源基因SNRPA1。基因敲除导致的表型以及异常的mei-p26剪接被完全修复。这一结果显示了 U2A/SNRPA1在人与果蝇中具有高度的基因保守性。已有报道提示U2A通过与U2B形成异源二聚体来参与RNA的剪接因此我们针对U2A与U2B相互作用的位点,设计了 7个U2A的错义点突变,我们找到了其中的第15,92和148三个氨基酸位点的突变,会影响U2A-U2B二聚体与RNA的相互作用,但并不影响二聚体的形成。以其中的Q148R为例,我们在野生型果蝇中过表达这一点突变的蛋白,发现了与敲除类似的表型。进一步,我们对其他的一些剪接体复合物组分进行了基于果蝇基因敲减模型的功能筛选,发现还有其他6个剪接体组分也通过相似的分子机制来参与精子发生。我们的研究表明,在雄性精子发生的过程中,剪接体复合物扮演了一个非常重要的角色。剪接体缺陷会产生严重的生殖问题,并最终导致无精。并且这一现象在进化过程中高度保守。我们希望这一研究成果能够对临床上认识和治疗非梗阻性无精子症提供帮助。