PIWIL3-piRNA通路通过广泛调控转录组和蛋白质组来控制兔子的卵子发生和胚胎发育过程

《Nature Communications》：PIWIL3-piRNA pathway controls rabbit oogenesis and embryogenesis via broad regulation of the transcriptome and proteome

摘要

女性不孕症通常由卵子生成缺陷引起，但其背后的分子机制仍不清楚。Piwi-piRNA通路对配子生成至关重要，但其在哺乳动物女性生育能力中的作用仍不明确，部分原因是目前缺乏包含PIWIL3的小鼠模型。PIWIL3存在于大多数其他胎盘哺乳动物中，并在人类卵母细胞中高度表达，但其功能尚未得到充分研究。本研究显示，兔子的PIWIL3与其人类对应物非常相似，是卵母细胞中主要的PiWI蛋白。通过CRISPR-Cas9基因敲除技术，我们证明PIWIL3对兔子的生育能力至关重要，其缺失会导致卵子生成严重缺陷。缺乏母源PIWIL3的胚胎会在8细胞阶段停止发育。从机制上看，PIWIL3能够结合约18个核苷酸长的piRNA，促进piRNA的生物合成，并在卵母细胞成熟和早期胚胎发生过程中调节转录组、蛋白质组以及可移动元件的动态变化。这些发现表明，PIWIL3是非啮齿类哺乳动物（可能包括人类）生育能力的重要调控因子。