精子发生相关miRNA家族在小鼠精子发生过程中的功能研究

Spermatogenesis-related miRNA (SpermiR) family is a rapidly evolved miRNA family located in X chromosome of `most species of mammalians. The expression level of SpermiR family is increased dramatically during the differentiating process from spermatogonial stem cell stage to leptotene spermatocyte stage, account for more than 70% of the total miRNA expression level. .We knocked out SpermiR cluster in mouse germ cells, and found that the size of testis is significantly reduced and germ cells are diminished in seminiferous tubes. The process of spermatogenesis is stagnated at spermatogonial stem cell stage and early type A spermatogonial cell stage. .We will use the RNA transcriptome sequencing and Luciferase reporter assay to find the targets of SpermiR family, and to uncover the molecular mechanism of this family in the process of mouse spermatogenesis. This study will be valuable for revealing the special activity of this miRNA family in an evolutionary aspect.

精子发生相关miRNA（SpermiR）家族的miRNA位于X染色体上，在绝大多数种类的哺乳动物中都发生了独立的、活跃的基因扩增。从精原干细胞分化为细线期精母细胞的过程中，SpermiR家族的表达量急剧升高，高至miRNA总量的70%。.申请者在小鼠的生殖细胞中敲除了SpermiR家族，发现小鼠睾丸明显变小，曲精小管中产生大量缺失生精细胞的空腔,生精过程停滞在精原干细胞和早期A型精原细胞阶段。.申请者计划通过转录组测序和荧光素酶报告基因检测等实验手段找出和验证SpermiR家族结合的RNA靶标，以阐述SpermiR家族在小鼠精子发生过程中发挥功能的分子机制，为SpermiR家族在哺乳动物演化过程中的独特行为做出合理解释。

在哺乳动物近缘物种分化的过程中，生殖隔离的产生需要以下3个要素：.1，远缘杂合的基因组。.2，组蛋白甲基化酶PRDM9亚型的不匹配。.3，X染色体元件HstX2（一段位于X染色体的DNA序列，含有十几个编码基因、若干非编码基因，SpermiRs位列其中）来源的不匹配。.其最主要的生殖隔离机制即是较短的染色体无法完成正确的减数分裂交叉的成熟。.当前科学界已经将前两个要素研究得较为充分，但对第三个要素，尚未搞清究竟是其中哪些元件起着影响生殖隔离的作用，更不清楚其分子机制。.我们的工作首次阐明了SpermiRs直接影响减数分裂交叉数。这直接证明了SpermiRs在哺乳动物物种形成中的核心作用。虽然我们无法通过已有知识，将所鉴定到的SpermiRs的靶标和减数分裂过程建立直接联系，但这为后续揭示哺乳动物物种形成的分子机制提供了重要的技术和资料基础。