PNAS：对胚胎发育至关重要的特殊蛋白

由乌普萨拉大学和INRAE/巴黎萨克雷大学的科学家领导的一项新研究发现，在早期发育过程中，前病毒宿主蛋白ZC3H11A在维持胚胎活力方面起着关键作用。这项研究揭示了ZC3H11A在复杂的胚胎生长过程中一个以前未知的功能，并强调了它对发育的影响。该论文发表在《美国国家科学院院刊》上。

　　

   

   

图片:胚胎发育不同阶段的示意图，用箭头突出着床的时间点。缺乏ZC3H11A蛋白的胚胎在着床后无法存活，导致其变性。

图片来源:Leif Andersson

由乌普萨拉大学和INRAE/巴黎萨克雷大学的科学家领导的一项新研究发现，在早期发育过程中，前病毒宿主蛋白（pro-viral host protein）ZC3H11A在维持胚胎活力方面起着关键作用。这项研究揭示了ZC3H11A在复杂的胚胎生长过程中一个以前未知的功能，并强调了它对发育的影响。该论文发表在《美国国家科学院院刊》上。

人体中有超过2万个基因，许多基因的生理功能仍然是难以捉摸的。该研究小组此前的一项研究发现，ZC3H11A(简称ZC3)是一种前病毒蛋白，因为它是几种人类核复制病毒(如HIV)有效生长所必需的。因此，ZC3蛋白已成为一个有希望的治疗靶点，用于开发针对医学上重要的人类病毒的抗病毒药物。在目前的研究中，研究小组发现了ZC3在小鼠早期胚胎生长的特定时间点的额外功能。有趣的是，在成年小鼠组织中删除ZC3后，没有观察到明显的缺陷。这一发现表明ZC3在不同的发育阶段具有不同的作用。

目前的研究表明，ZC3在调节胚胎着床前后代谢变化的代谢基因表达中起着关键作用。ZC3基因的破坏或缺失会导致小鼠胚胎的完全死亡，该基因的失活可能对包括人类在内的其他哺乳动物也是致命的。这一发现强调了ZC3在协调胚胎生存和发育所必需的代谢过程中不可或缺的性质。

“这项研究的目的是建立一个ZC3小鼠模型，研究它在病毒复制中的作用。当我意识到缺乏功能性ZC3基因的小鼠胚胎无法存活时，我感到很惊讶，”乌普萨拉大学医学生物化学和微生物学系的沙迪·尤尼斯(Shady Younis)解释说，他与列夫·安德森(Leif Andersson)一起领导了这项研究。因此，我们决定研究不同发育阶段的ZC3敲除小鼠胚胎，以确定ZC3发挥重要作用的精确时间。

通过rna测序和蛋白质组学分析，研究小组对缺乏ZC3的胚胎进行了重大发现，因为他们观察到这些胚胎的代谢调节存在严重缺陷。

“我们收集了怀孕早期的小鼠胚胎，目的是找到没有zc3的胚胎，以进行详细的特征描述，”该研究的合著者、法国巴黎萨克雷大学(INRAE/ universitparis - saclay)的胚胎学家Alice Jouneau说。“我们观察到一小部分胚胎表现出形态缺陷。随后的DNA基因分型证实，这些胚胎确实缺乏ZC3基因。”

研究人员没有被与ZC3缺失相关的胚胎致命性所吓倒，他们开始研究ZC3缺失对成人器官的影响。为了实现这一目标，他们开发了一种诱导小鼠模型，使他们能够在出生后特异性地敲除ZC3。这项研究的结果揭示了一个令人惊讶的结果，小鼠组织中ZC3的完全失活并没有对细胞生长或活力产生任何明显的影响。成人组织中ZC3的消耗没有导致任何明显的临床后果，这一事实表明，基于ZC3失活的抗病毒治疗可能没有明显的副作用。

“ZC3H11A是脊椎动物中众多高度保守的基因之一，但其功能描述却很差。这项研究揭示了ZC3作为正常胚胎发育的关键因素之一的功能意义，”乌普萨拉大学功能基因组学教授Leif Andersson说。“事实上，ZC3似乎对出生后的细胞生长并不重要，但对多种医学上重要的病毒的复制却至关重要，这使它成为开发新的抗病毒疗法的一个有趣的目标。”

文章标题

  Ablation of ZC3 causes early embryonic lethality and dysregulation of metabolic processes