揭秘生殖细胞发育的关键蛋白

作者：张馨予

Oskar蛋白，已知对生殖细胞的发育是至关重要的，最近，来自欧洲分子生物学实验室（EMBL）的科学家，解开了Oskar蛋白两部分的结构。

这一研究结果发表在七月十六日的《Cell Reports》，也使研究人员能够首次阐述这一知之甚少的蛋白质的功能。这项研究是在果蝇中进行的，但对其他动物也有重要意义，因为许多生物，包括人类，也有一部分的Oskar蛋白。延伸阅读：遗传所PLOS解析果蝇生殖干细胞分化。

Oskar蛋白是以Günter Grass的小说《The Tin Drum》中的主要人物命名（在这篇小说中Oskar选择永远不长大），它对于发育是必不可少的。由果蝇卵发育而来的胚胎如果缺乏正常数量的Oskar蛋白，就无法形成生殖细胞，所以产生的苍蝇是不育的。Oskar蛋白的完全缺乏，也会阻止胚胎腹部的正常形成，这会阻碍它的生长，因此它会死亡。

在一个健康的卵子中，Oskar可启动所谓的胚质形成——细胞质内蛋白质和RNA分子的一种聚集，接着就形成了一种新的生殖细胞。胚质通常在卵子内形成一个特定的位置，但如果Oskar被人为地移到别处，胚质将在新的位置形成。

这篇论文的共同作者Anne Ephrussi说：“虽然很久以来我们已经知道，Oskar蛋白在发育中的遗传作用，但是我们不知道其发生的机制。解开Oskar蛋白的结构，可使我们能够开始了解‘该蛋白质的不同部分在分子水平上如何起作用’，这可以帮助我们了解关于‘广泛的生物中这一发育阶段’的更多信息。”

该研究小组与Christoph Müller实验室合作，利用X射线晶体学，首次确定了Oskar蛋白两个结构域的结构，分别称为OSK和LOTUS。OSK结构域存在于一些昆虫中，包括果蝇和蚊子。LOTUS结构域更广泛地存在于细菌、植物和动物中，包括小鼠和人类。

利用果蝇卵实验，该研究小组发现，Oskar可结合细胞内的RNA——特别是三个RNA，来自于已知对生殖发育也很重要的基因。但当他们仔细研究时，他们发现，它只是结合RNA的OSK结构域。

LOTUS结构域——他们预期它可结合RNA，实际上却没有这样做。相反，研究小组发现，LOTUS结合一种酶，被称为Vasa解旋酶，它也是胚质一个必不可少的初始成分。

本文共同作者Mandy Jeske说：“Vasa，像LOTUS一样，广泛存在于其他生物中，包括动物，所以可能这种相互作用并不仅仅特定于果蝇，也发生在其他生殖细胞中。关于Oskar蛋白如何起作用，我们还有很多需要了解的地方，例如，我们仍然不知道LOTUS是否只结合Vasa，或者它是否控制Vasa的活性。这项工作为调查研究，开辟了许多令人兴奋的新途径。”