果蝇GTSF1同源蛋白Tpp通过调控piRNA丰度确保Aubergine定位与生殖质组装的分子机制

本研究揭示了果蝇母体因子Tpp（GTSF1家族PIWI辅因子）通过调控PIWI相互作用RNA（piRNA）的过量生产，协调生殖质组装与转座子沉默的双重功能。研究人员发现tpp? 卵巢中Aub结合piRNA的缺陷导致生殖质定位异常和生殖细胞形成障碍，首次提出piRNA丰度阈值超越转座子沉默需求是确保子代生殖系基因组完整性的关键机制。

　　

生殖细胞作为遗传信息的传递者，肩负着物种基因组守护者的重任。在果蝇等生物中，生殖细胞的命运决定依赖于卵母细胞生殖质中的母源因子。有趣的是，这些定位于生殖质的蛋白质（如核酸内切酶Aubergine/Aub）同时存在于滋养细胞核周nuage区，在那里参与PIWI相互作用RNA（piRNA）的生成。这些piRNA如同分子卫士，通过识别历史入侵的转座子序列来维持生殖系基因组稳定。

研究发现，母源因子tiny pole plasm（Tpp）——一个GTSF1家族PIWI辅助蛋白，在协调nuage区piRNA生产与卵母细胞生殖质组装中扮演核心角色。tpp^?
突变卵巢表现出piRNA（特别是Aub结合piRNA）产量锐减，导致Aub向生殖质的定位紊乱和生殖细胞发育缺陷。令人惊讶的是，虽然转座子沉默功能仍得以维持，但生殖质组装却需要远超该阈值的piRNA丰度。

这一发现揭示了生殖系统设计的精妙策略：通过过量生产piRNA形成分子缓冲池，确保子代生殖系能获取完整的转座子沉默模板。这种"超额生产"机制如同分子界的冗余备份系统，为物种的基因组稳定传承上了双重保险。研究不仅阐明了Tpp在piRNA生物发生中的新功能，更提出了生殖质组装需要超越基础功能的piRNA剂量这一创新概念，为理解生殖系发育的表观遗传调控提供了新范式。