近日，肉羊遺傳育種團隊系統分析了 Juno 和 Izumo1 基因及其編碼蛋白的表達、結構和功能，揭示了綿羊精卵融合關鍵蛋白表達規律，為進一步研究 Juno 和 Izumo1 基因的調控機制奠定了理論基礎。相關研究成果發表在《畜牧與生物技術雜志（Journal of Animal Science and Biotechnology）》上。
受精是哺乳動物中一個精確而且高度協調的生理過程，其中，精子與卵子的融合是最關鍵的一步。兩個高度分化的單倍體生殖細胞，精子和卵子，通過融合形成一個全新的受精卵，并發育為胚胎。IZUMO1和JUNO是目前發現的第一個精子和卵子質膜上的配體-受體蛋白對，它們的相互作用是人和小鼠精卵識別所必需的。
圖 1 精卵融合過程中 Izumo1 與 Juno 的識別與互作
研究人員克隆了綿羊 Izumo1 和 Juno 基因的DNA和cDNA全長序列，首次發現 Izumo1 基因一個35 bp的新片段，并證實 Izumo1 基因在小尾寒羊中有9個外顯子，而不是8個。利用單細胞轉錄組技術，研究人員對多羔和單羔小尾寒羊卵母細胞、顆粒細胞和卵泡膜中基因的表達規律進行了分析。研究發現， Juno 基因在卵巢中的高表達主要集中于卵母細胞中，基因中的一個SNP位點突變與產羔數性狀顯著相關，該SNP突變會導致氨基酸的改變，對于產羔數性狀產生不利影響。經生物信息學分析發現，這種突變使得JUNO蛋白的二級結構和三級結構以及蛋白質結合位點等發生改變，進而可能導致蛋白質功能的變化。
圖2 小尾寒羊JUNO和IZUMO1蛋白三級結構預測
本研究得到國家自然科學基金青年基金項目支持。
原文鏈接：https://jasbsci.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40104-021-00548-4
日期：2021-04-12
受精是哺乳動物中一個精確而且高度協調的生理過程，其中，精子與卵子的融合是最關鍵的一步。兩個高度分化的單倍體生殖細胞，精子和卵子，通過融合形成一個全新的受精卵，并發育為胚胎。IZUMO1和JUNO是目前發現的第一個精子和卵子質膜上的配體-受體蛋白對，它們的相互作用是人和小鼠精卵識別所必需的。
圖 1 精卵融合過程中 Izumo1 與 Juno 的識別與互作
研究人員克隆了綿羊 Izumo1 和 Juno 基因的DNA和cDNA全長序列，首次發現 Izumo1 基因一個35 bp的新片段，并證實 Izumo1 基因在小尾寒羊中有9個外顯子，而不是8個。利用單細胞轉錄組技術，研究人員對多羔和單羔小尾寒羊卵母細胞、顆粒細胞和卵泡膜中基因的表達規律進行了分析。研究發現， Juno 基因在卵巢中的高表達主要集中于卵母細胞中，基因中的一個SNP位點突變與產羔數性狀顯著相關，該SNP突變會導致氨基酸的改變，對于產羔數性狀產生不利影響。經生物信息學分析發現，這種突變使得JUNO蛋白的二級結構和三級結構以及蛋白質結合位點等發生改變，進而可能導致蛋白質功能的變化。
圖2 小尾寒羊JUNO和IZUMO1蛋白三級結構預測
本研究得到國家自然科學基金青年基金項目支持。
原文鏈接：https://jasbsci.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40104-021-00548-4
日期：2021-04-12
