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在卵细胞成熟和卵细胞向胚胎转化的过程中,关键的发育调节因子如RNA结合蛋白通过与其靶向的母体mRNA结合来协调特定mRNA的翻译和相关的发育过程。在秀丽隐杆线虫中,卵细胞到胚胎的转化和早期胚胎发育是快速和动态的,是研究配子-合子转换过程的经典模型系统。秀丽隐杆线虫卵细胞成熟和卵细胞向胚胎转化过程是由一组CCCH锌指蛋白调控的,卵细胞成熟缺陷-1（oocyte maturation defective-1,OMA-1）和卵细胞成熟缺陷-2（OMA-2）是两个功能冗余的CCCH锌指蛋白。在卵细胞成熟过程中,OMA-1/2结合靶mRNA并抑制其翻译;在卵细胞到胚胎的转化过程中,OMA-1/2快速降解,释放靶mRNA,靶mRNA开始翻译。不仅如此,在早期胚胎中OMA-1/2与转录因子TATA-box结合蛋白相关因子-4（TATA box binding protein associated Factor-4,TAF-4）相互作用并将TAF-4限制细胞质中,抑制胚胎的转录。OMA-1的磷酸化促进OMA-1的降解,释放TAF-4进入细胞核启动胚胎细胞的转录。因此,OMA-1/2在第一次胚胎细胞分裂过程中的快速代谢是卵发生到胚胎发生过程适当过渡所必需的,关于OMA-1/2介导的卵细胞成熟和卵细胞到胚胎的转化过程已有报道,但是此过程的详细机制及调控仍然不清楚,有待深入研究。OMA-1在卵细胞成熟过程中定位于细胞质,在早期胚胎中定位于线虫的生殖颗粒（germ granules）又称为P颗粒（P granules）中,发挥转录抑制功能。生殖颗粒是存在于所有生物生殖细胞中的相分离液滴,含有非编码RNA、mRNA和生殖系发育所需的各种蛋白,具有维持生殖细胞命运的功能。在生殖系统发育过程中,其形成和定位都是高度动态的,但受到严格的调控,对于涉及这一过程具体的调节机制,迄今为止也不是十分的清楚。目的:以秀丽隐杆线虫为模型研究RNA结合蛋白OMA-1/2在卵细胞向胚胎转化过程中的作用及调控的机制;研究P颗粒的形成和定位的机制。方法:主要运用遗传学、细胞生物学、生物化学、分子生物学、转录组学等多项实验技术以开展本课题研究。结果:第一部分的研究在对遗传背景为oma-1（zu405）的线虫株系进行的正向遗传筛选中共分离26个突变株系,从中已鉴定的候选突变基因均编码APC/C复合体的亚基。在oma-1（zu405）线虫株系中,敲降这些基因的表达抑制了oma-1（zu405）的致死表型,利用CRISPR/Cas9（clustered regularly interspaced short palindromic repeats）基因编辑技术重构这些突变基因也均能抑制oma-1（zu405）的致死表型,说明APC/C复合体亚基的编码基因是抑制oma-1（zu405）致死表型的功能基因。转录组学分析结果表明APC/C复合体亚基突变纠正了oma-1（zu405）线虫株系紊乱的早期胚胎转录组,使其部分的恢复为野生型N2的转录组表型;并影响了OMA-1与mRNA的结合,使得oma-1（zu405）线虫株系中同OMA-1结合的mRNA种类与野生型N2相似。胚胎荧光定量和定位分析结果表明APC/C复合体亚基突变不影响转基因线虫株系中OMA-1的表达,而影响转基因线虫株系中OMA-1在早期胚胎中的分布,使其在4细胞期胚胎中P颗粒的富集显著减少,并纠正了oma-1（zu405）线虫株系中细胞命运决定因子的异常分布,使其接近野生型N2的表型。第二部分的研究发现P颗粒形成和分解受到VASA样RNA解旋酶GLH-1（Germ Line Helicase-1）的调控,GLH-1结合其ATP酶水解周期的不同步骤来调节的P颗粒形成和分解;其N端的苯丙氨酸-甘氨酸-甘氨酸（phenylalanine-glycine-glycine,FGG）重复序列是其自身在外周核定位和P颗粒组分外周核定位所必需的;而且P颗粒组分的缺失也影响了线虫的生育能力。结论:在秀丽隐杆线虫卵细胞成熟和卵细胞向胚胎转化过程中,APC/C复合物与OMA-1之间存在遗传联系。我们发现多个APC/C复合体亚基的编码基因突变可以抑制oma-1（zu405）线虫株系的致死表型,APC/C复合体亚基的突变改变了oma-1（zu405）线虫株系早期胚胎的基因表达,使其向野生型N2转变;并纠正了细胞命运决定因子异常分布。尽管APC/C复合物并不调节OMA-1的降解,但它促进了OMA-1在P颗粒的积累并改变OMA-1与mRNA结合,以此调控卵细胞到胚胎的转变过程。而P颗粒的形成和定位受到RNA解旋酶GLH-1的调控,GLH-1不同的domain相互协作严格调控颗粒的形成和定位以及与细胞池的物质交换,对控制相分离液滴在空间和时间中的形成方面起多功能的作用从而确保生物体的正常发育。