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减数分裂后的单倍体精子发育(spermiogenesis)是动物体内一种高度复杂的生化和细胞形态变化过程。基因表达的时空特异性对于精子细胞发育具有至关重要的作用。相对于体细胞，基因表达的转录后水平调控在精子细胞中具有特别重要的意义。首先，在精子细胞中mRNA转录与翻译解偶联是一个非常普遍的事件。在精子细胞发育后期，染色质中的组蛋白被鱼精蛋白取代使染色质高度压缩，导致基因转录终止，那些为后期精子细胞发育所需基因都需要在早期精子细胞阶段提前转录成mRNA，并以核糖核蛋白体(mRNP)的形式储备起来，在之后的特定发育阶段激活翻译。其次，在精子细胞变形为精子之前，绝大部分mRNA及细胞器结构都将被降解清除。虽然目前已清楚精子细胞的细胞器结构可能是伴随丢弃体(residual body)而从精子中清除的，但对精子细胞中调控mRNA转录与翻译解偶联的分子机制及后期精子中mRNA是如何被大规模降解清除的还知之甚少。 piRNA是新近在动物生殖系细胞中发现的一类小分子非编码RNA，因其特异性地与生殖细胞专一性PIWI家族蛋白相互作用而被命名为PIWI-interactingRNA，简称为piRNA。目前认为piRNA与PIWI蛋白形成的复合体沉默基因组移动性遗传元件，维持生殖细胞基因组的稳定性和完整性，但PIWI/piRNA是否介导生殖细胞的基因表达调控还了解不多。本博士学位论文研究发现，在小鼠延长形精子细胞中，减数分裂前后表达的粗线期piRNA与其结合蛋白MIWI（小鼠PIWI）、脱腺苷酸酶CAFI形成pi-RISC复合体，通过碱基不完全配对方式识别靶mRNA3非翻译区(3UTR)的序列元件，诱导靶mRNA脱腺苷酸化及降解;鉴于其序列的多样性，piRNA可介导精子细胞中绝大部分的降解，提示pi-RISC是精子细胞发育后期mRNA大规模降解的一种重要机制。继该工作的后续研究发现，MIWI/piRNA可通过与翻译起始因子eIF3复合体亚基eIF3f蛋白相互作用，在精子细胞中激活一类HuR结合mRNA的翻译。本学位论文的这些研究结果表明，MIWI/piRNA是精子细胞中一条重要的转录后水平基因表达调控通路，这些发现有助于我们更好地了解PIWI/piRNA“机器”在精子发生中的功能机制，并为相关男性不育症的诊治提供了理论依据和方法技术。