轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（t RNA）不僅參與蛋白質(zhì)翻譯過程中氨基酸的轉(zhuǎn)運(yùn),也能通過加工生成小RNA（t RNA derived small RNA,tsRNA）。tsRNA在不同類型細(xì)胞中具有多樣的功能,包括調(diào)控RNA的穩(wěn)定性、翻譯、壓力應(yīng)激反應(yīng)以及細(xì)胞增殖。精子中含有高豐度的tsRNA,且精子所攜帶的tsRNA能夠作為表觀遺傳因子影響后代的表型。盡管睪丸生殖細(xì)胞中tsRNA豐度低,但是精子在附睪成熟過程中通過附睪外泌體獲得tsRNA。豬不僅是重要的肉用家畜,也是重要的模式動(dòng)物,其研究成果對(duì)于畜牧生產(chǎn)以及醫(yī)學(xué)研究均具有重要的借鑒意義。目前,豬精子發(fā)生及精子成熟過程中tsRNAs的動(dòng)態(tài)變化特點(diǎn)還未見報(bào)道,且豬精子中所攜帶的tsRNA在早期胚胎發(fā)育中的生物學(xué)功能也不清楚。因此,本研究從上述兩個(gè)問題入手,利用STA-PUT、小RNA測(cè)序、胚胎顯微操作、單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序等技術(shù)探究了豬精子發(fā)生及精子成熟過程中tsRNA的動(dòng)態(tài)變化,以及精子所攜帶tsRNA在早期胚胎發(fā)育中的生物學(xué)功能。主要結(jié)果如下:（1）采用STA-PUT的方法成功分選精原細(xì)胞、粗線期精母細(xì)胞、圓形精子細(xì)胞形,這些細(xì)胞在形態(tài)、分子標(biāo)記的表達(dá)等... 

【文章來(lái)源】：西北農(nóng)林科技大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

精子發(fā)生模式圖(Griswold2016)

?蟹植嫉?蠖嗍?魷衷詬截何�。靠�?截汗芮灰徊嗟那宄?赴?哂屑??的胞吞能力，同時(shí)也具有調(diào)控管腔微環(huán)境pH的功能。此外，狹細(xì)胞（NarrowCell）和頂端細(xì)胞（ApicalCell）主要存在于起始部，但是功能尚不清楚。半球狀的基細(xì)胞（BasalCell）一端與基底膜接觸，另一端與主細(xì)胞接觸，并且能夠根據(jù)管腔體積和壓力改變自身形態(tài)以保證管腔的完整結(jié)構(gòu)。由于雄性生殖細(xì)胞本身的高抗原特性，血管-附睪屏障為精子提供一個(gè)免疫豁免的管腔環(huán)境，血管-附睪屏障由相鄰上皮細(xì)胞的緊密連接構(gòu)成，因而附睪上皮其余細(xì)胞主要與免疫功能有關(guān)。圖1-2精子成熟模式圖(Zhouetal.2018)。Figure1-2Theideographofspermmaturation(Zhouetal.2018).1.2.1.2附睪液成分附睪頭和附睪體分泌的蛋白可介導(dǎo)精子中蛋白質(zhì)的成分、蛋白質(zhì)的定位以及修飾均發(fā)生顯著性變化；附睪尾分泌的成分如抗氧化物酶和抑制體液反應(yīng)有關(guān)物質(zhì)，則有助于精子活力的維持(Skergetetal.2015)。研究表明，附睪不同位置的蛋白表達(dá)有著顯著差異，相鄰兩個(gè)部位中12.8%的基因表達(dá)至少存在4倍以上的差異，35.8%的基因表達(dá)差異達(dá)到2倍以上；和基因表達(dá)數(shù)據(jù)一致，蛋白的表達(dá)在附睪不同位置也存在顯著差異(Johnstonetal.2005)。除了多種可溶性蛋白外，電子致密型的蛋白復(fù)合物也存在于附睪中。電子致密型蛋白復(fù)合物的直徑范圍從500nm到1.2μm不等，且缺乏明顯的細(xì)胞結(jié)構(gòu)和脂質(zhì)雙分子層(Asquithetal.2005)。除了這些特征外，電子致密型蛋白復(fù)合物的形成和維持是具有選擇性的，并非隨機(jī)生成。其中，CRES家族在電子致密型的

西北農(nóng)林科技大學(xué)博士學(xué)位論文14圖1-3精子RNA功能(Godiaetal.2018)。Figure1-3ThefunctionsofRNAinsperm(Godiaetal.2018).1.3.1長(zhǎng)鏈非編碼RNA長(zhǎng)非編碼RNA（lncRNAs，＞200nt）通常由RNA聚合酶II轉(zhuǎn)錄形成，因而lncRNA加工方式類似于mRNA，但是lncRNA不編碼蛋白(Jodaretal.2013)。LncRNAs由基因組基因間區(qū)域轉(zhuǎn)錄或編碼蛋白的基因的另一條鏈反方向轉(zhuǎn)錄形成(Chen2016)。盡管lncRNA序列保守性較低，但是其所形成的二級(jí)結(jié)構(gòu)、剪接形式以及定位保守(Luketal.2014)。LncRNAs能在轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控基因的表達(dá)(Jodaretal.2013)。魚精蛋白和核小體結(jié)合的DNA構(gòu)成了精子基因組致密的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)。由于lncRNAs對(duì)于DNA和RNA的親和性，使其能夠直接與染色質(zhì)結(jié)合調(diào)控染色質(zhì)重塑。LncRNAs擁有與染色質(zhì)上的靶位點(diǎn)長(zhǎng)距離互作的能力，且lncRNAs的調(diào)控方式通常與其3D結(jié)構(gòu)有關(guān)(Engreitzetal.2016)。細(xì)胞中接近1/3的精子RNA位于核周，而LncRNAs的自身所擁有的結(jié)構(gòu)能結(jié)合一部分RNAs，使這些結(jié)合的RNA定位于核基質(zhì)上的染色體區(qū)域。精子中存在一些類型的lncRNAs，RNAU小核RNA就是其中之一(Zhangetal.2017)。RNAU小核RNA作為精子剪接體的成分，其序列完整且豐富(Sendleretal.2013)。此外，Lnc2和Lnc3在小鼠睪丸中高度富集，且在精子中的富集程度更高(Zhangetal.2017)。這些表明精子中的lncRNAs可能在受精后胚胎中具有一定的功能。1.3.2非編碼小RNA非編碼小RNA包括多種不同類型的小RNA，非編碼小RNA在維持生殖細(xì)胞基因組穩(wěn)定和功能中具有重要的功能(Jodaretal.2013)。其中，miRNAs調(diào)控基因表達(dá)；siRNA或piRNA調(diào)控轉(zhuǎn)座子、重復(fù)序列或病毒的表達(dá)；蛋白翻譯和細(xì)胞信號(hào)調(diào)控則受到tRNA及tsRNA的調(diào)控(Jodar2019)。


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