生物通报道：来自生化与细胞所的消息，中科院上海生化所分子生物学国家重点实验室，细胞生物学重点实验室，德国马克斯·普朗克生物物理化学研究院（Max-Planck-Institute of Biophysical Chemistry）的研究人员揭示了RIM结合蛋白（RIM-BP3，RIM-binding protein）参与精子头部形态发生的机制，为男性不育的诊疗和计划生育药品的开发提供了潜在的药物靶点。这一研究成果公布在《Development》 (发育) 杂志（影响因子：9.162）上。

    领导这一研究的是中国科学院与德国马普学会国际合作青年科学家小组组长徐国良博士，其早年毕业于杭州大学生物系，2002年入选中科院“百人计划”，同时获得“国家杰出青年科学基金”。2004年获得“上海市科学技术委员会重大项目”的资助。2005年，他与德国、希腊、印度三国科学家共同申请欧共体项目并获得通过， 同年获得国家重大“973”项目的资助。

    文章的第一作者是周静和杜雅蕊博士研究生，其他研究人员还包括生化与细胞所的鲍岚研究员、北京协和医科大学的韩代书教授以及德国马普生物物理化学研究所的Ahmed Mansouri教授。

    目前，全球大约有15％的夫妇受到不育症的困扰，生殖健康逐渐引起了人们的普遍重视。为了从根本上实现对雄性不育的诊疗，需要对精子的发生过程和机制有更深入地了解。

    在这篇文章中，研究人员将遗传学手段与形态学、分子生物学的方法结合起来，研究了RIM-BP3在精子形成 (spermiogenesis) 过程中的作用。他们的研究表明，RIM-BP3是一个在睾丸中特异表达的蛋白，主要在单倍体时期表达，胞内定位于精子领 (manchette) 上。小鼠中RIM-BP3基因的缺失会引起精子头部发育的异常，最终导致雄性不育。进一步的探索发现，RIM-BP3 与另一精子领结合蛋白Hook1在精子细胞内形成复合物，二者的相互作用在精子领的发育和功能方面发挥了不可或缺的作用。RIM-BP3在人和小鼠中高度同源，因此该基因可能在治疗男性不育和开发避孕药物方面有着潜在的应用价值。

附：

徐国良

研究员

Email:glxu@sibs.ac.cn

个人简介

学历
1981.9 － 1985.7 杭州大学生物系，学士
1985.9 － 1989.8 中国科学院遗传所，硕士
1989.9 － 1993.3 德国马普分子遗传学研究所，博士

研究工作经历
1993.3 － 1994.7 德国马普分子遗传学研究所，博士后
1994.8 － 1995.9 新加坡国立大学生命科学中心，实验室主任
1995.10－ 2000.3 美国哥伦比亚大学遗传发育系，博士后
2000.4 － 2001.7 美国哥伦比亚大学医学系，Associate Research Scientist

    2001年8月至今，徐国良博士担任中国科学院与德国马普学会国际合作青年科学家小组组长，并在2002年入选中科院“百人计划”，同时获得“国家杰出青年科学基金”。2004年获得“上海市科学技术委员会重大项目”的资助。2005年，他与德国、希腊、印度三国科学家共同申请欧共体项目并获得通过， 同年获得国家重大“973”项目的资助。此外，他与美国北卡大学生物化学与生物物理系张毅教授合作申请“国家杰出青年科学基金海外青年学者合作研究基金”并获得了资助，与美国哈佛大学 Forsyth研究所的李亦平博士开展骨的发育与疾病方面的合作研究。目前他领导的实验小组有各类技术人员5名、博士生12名和硕士生1名。

本课题组近年来主要研究哺乳动物发育过程中表观遗传修饰在基因表达调控中的作用及其分子机理。“百人计划” 期间在国际期刊上共发表论文7篇，其中包括《Cell》等国际高水平杂志。通过四年多的努力，我们已经建立起转基因小鼠、 基因剔除、蛋白质复合物分离纯化、RNA干扰等重要的技术平台。 目前，我们一方面以DNA甲基转移酶作为核心分子，鉴定在细胞分化过程中调控DNA甲基化过程的新因子并试图阐明其作用机制。 已经得到的研究结果证明在细胞分化过程中起始性DNA甲基转移酶 Dnmt3a和Dnmt3b共同参与了对细胞多能性控制基因如Oct4的甲基化，并证明它们在保证这些基因在分化过程中处于沉默状态具有重要作用。此外，通过酵母双杂交实验已经找到了若干与甲基转移酶直接相互作用的蛋白，这些蛋白很有可能参与了在发育过程中基因组DNA甲基化的调控。 利用小鼠基因剔除以及生物化学手段对这些蛋白进行研究将有助于进一步理解这些相互作用的生物学功能和分子机理。另一方面，针对组蛋白H3K79甲基转移酶DOT1L的研究发现，由于该蛋白的错误定位而引起的基因组特定区域组蛋白 H3K79甲基化水平升高进而激活致癌基因表达是导致某些白血病发生发展的重要原因。这些研究将有助于我们理解表观遗传调控在生命活动中的功能和意义，并为肿瘤等疾病的诊治提供理论依据。

原文检索：

RIM-BP3 is a manchette-associated protein essential for spermiogenesis

During spermiogenesis, round spermatids are converted into motile sperm in mammals. The mechanisms responsible for sperm morphogenesis are poorly understood. We have characterized a novel protein, RIM-BP3, with a specialized function in spermatid development in mice. The RIM-BP3 protein is associated with the manchette, a transient microtubular structure believed to be important for morphogenesis during spermiogenesis. Targeted deletion of the RIM-BP3 gene resulted in male infertility owing to abnormal sperm heads, which are characterized by a deformed nucleus and a detached acrosome. Consistent with its role in morphogenesis, the RIM-BP3 protein physically associates with Hook1, a known manchette-bound protein required for sperm head morphogenesis. Interestingly, RIM-BP3 does not interact with the truncated Hook1 protein characterized in azh (abnormal spermatozoon head) mutant mice. Moreover, RIM-BP3 and Hook1 mutant mice display several common abnormalities, in particular with regard to the ectopic positioning of the manchette within the spermatid, a presumed cause of sperm head deformities. These observations suggest an essential role for RIM-BP3 in manchette development and function through its interaction with Hook1. As the occurrence of deformed spermatids is one of the common abnormalities leading to malfunctional sperm, identification of RIM-BP3 might provide insight into the molecular cue underlying causes of male infertility in humans.