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前沿交叉科学与生物医学研究所揭示热应激下GTBP-1与生殖细胞核周P小体的关联

日期:2026/10/12来源:

在细胞中,应激颗粒(stress granules, SGs)能够动态响应环境压力,在RNA代谢、细胞存活和应激适应中发挥重要作用。秀丽隐杆线虫生殖腺中,生殖颗粒(germ granules)是另一类典型的无膜细胞器,通常锚定于生殖细胞核膜外侧,广泛参与RNA代谢、小RNA介导的基因调控以及生殖细胞稳态维持。光寿红课题组长期以秀丽隐杆线虫为模式生物,围绕生殖腺RNA代谢和无膜细胞器开展研究,对多种生殖颗粒的组成、功能及动态调控进行了系统研究,并揭示了其与RNAi、piRNA等小RNA通路之间的密切联系(Nat Commun, 2024; Dev Cell, 2025; Sci China Life Sci, 2025)。环境胁迫下这些动态颗粒如何发生变化,以及不同颗粒之间是否存在协同的应激响应机制,是值得进一步探索的重要问题。

近日,前沿交叉科学与生物医学研究所光寿红课题组在《PLoS Genetics》杂志上发表了题为“Heat stress promotes GTBP-1 association with perinuclear P-bodies in the C. elegans germline”的研究论文。该研究系统解析了秀丽隐杆线虫中G3BP1同源蛋白GTBP-1在热应激响应和生殖稳态中的功能,揭示了热应激诱导的GTBP-1颗粒与核周P小体之间的紧密关联。

课题组首先发现,gtbp-1突变体表现出温度依赖的生殖表型。在正常生长条件下,GTBP-1弥散分布在细胞质中;而热应激会诱导线虫生殖腺中出现明显的GTBP-1颗粒。通过结构域分析,研究人员发现NTF2结构域是热应激诱导GTBP-1富集到颗粒中所必需的,而内在无序区(IDR)、RNA识别基序(RRM)和RGG结构域则参与调控GTBP-1颗粒的动态变化。进一步研究发现,在已知的生殖颗粒区室中,GTBP-1颗粒与P小体的关联最强。干扰部分P小体组分可减少GTBP-1颗粒的数量或富集程度。通过RNAi候选筛选,课题组鉴定出PQN-59、LAF-1和SMO-1是GTBP-1富集的调控因子;同时,正向遗传筛选发现mTOR效应器RSKS-1的缺失能够抑制gtbp-1突变体的生育缺陷,并改变热应激诱导的GTBP-1富集。

该研究揭示了GTBP-1在温度依赖的生殖稳态中的重要作用,并阐明了热应激诱导的GTBP-1颗粒与P小体之间的关联,为理解生殖腺如何应对环境压力提供了新的视角。


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前沿交叉科学与生物医学研究所光寿红教授、安徽医科大学冯雪竹教授、浙江大学陈迪教授和香港浸会大学赵中应教授为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、中央高校基本科研业务费以及合肥综合性国家科学中心大健康研究院前沿交叉科学与生物医学研究所经费的支持。

 

文章链接:https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1012336

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