該研究報道了一種具有專門的新生多肽出口通道的核糖體，RibosomeST，它與雄性生殖細胞特異性蛋白RPL39L組裝在一起，RPL39L是核心核糖體(RibosomeCore)蛋白RPL39的副產物。
核糖體是高度複雜的翻譯機器，已被證明在調節蛋白質合成方麵具有異質性。男性生殖細胞的發育涉及到精子形成過程中複雜的翻譯調節。然而，尚不清楚精子形成過程中的翻譯是否由特定的核糖體完成。
2022年12月14日，南京醫科大學沙家豪、郭雪江及中國科學院生物物理研究所秦燕共同通訊在Nature在線發表題為“A male germ-cell-specific ribosome controls male fertility”的研究論文，該研究揭示了一種雄性生殖細胞特異性核糖體，能夠控製雄性生育能力。該研究報道了一種具有專門的新生多肽出口通道的核糖體，RibosomeST，它與雄性生殖細胞特異性蛋白RPL39L組裝在一起，RPL39L是核心核糖體(RibosomeCore)蛋白RPL39的副產物。
小鼠核糖體缺失導致精子形成缺陷，導致生育能力大大降低。作者對小鼠腎髒和睾丸核糖體的單顆粒冷凍電鏡結構進行了比較，表明與RibosomeCore相比，RibosomeST具有不同大小和電荷態的核糖體多肽出口通道。核糖體主要共轉錄調節雄性生殖細胞特異性蛋白質子集的折疊，這對精子的形成至關重要。此外，該研究發現RibosomeST的特殊功能不能被RibosomeCore替代。綜上所述，這種精子特異性核糖體的鑒定將極大地擴展人們對核糖體功能和哺乳動物蛋白質表達模式的組織特異性調控的理解。
核糖體是高度複雜的翻譯機器，從mRNA催化蛋白質生物合成。越來越多的研究表明核糖體是異質的。例如，含有RPL10A/uL1和RPS25/eS25的核糖體在小鼠胚胎幹細胞中翻譯不同的mRNAs池。與核糖體蛋白(RP) RPL3相比，RPL3L被發現在心髒和骨骼肌中表達最多，以前被證明可以抑製肌管生長和肌肉功能。
最近的另一項研究表明，RPL22和RPL22L1都被納入核糖體。RPL22L1蛋白上調與結直腸癌不良預後相關。Rpl38的突變導致了更短的尾巴、額外的肋骨和其他解剖缺陷。總之，這些研究表明核糖體是異質的，在蛋白質生物合成的調節中表現出組織特異性功能。然而，核糖體異質性的精確調控機製仍然知之甚少，需要對核糖體構型的組織特異性變異進行係統的結構功能分析。
在這裏，該研究發現RibosomeST共翻譯折疊參與精子形成的蛋白質亞群，其特點是高穩定性。小鼠核糖體缺失導致精子形成缺陷，導致生育能力大大降低。作者對小鼠腎髒和睾丸核糖體的單顆粒冷凍電鏡結構進行了比較，表明與RibosomeCore相比，RibosomeST具有不同大小和電荷態的核糖體多肽出口通道。
核糖體主要共轉錄調節雄性生殖細胞特異性蛋白質子集的折疊，這對精子的形成至關重要。此外，該研究發現RibosomeST的特殊功能不能被RibosomeCore替代。這些生殖細胞特有的蛋白質必須在精子中保持穩定，以確保精子在滲透到卵母細胞之前的功能。總之，該發現解決了一個長期存在的難題，即精子蛋白質如何在其一生中保持功能和穩定性。
原文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41586-022-05508-0
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