10月25日，图书馆VIP生命科学与医学部单革/王小林团队在Molecular Cell在线发表题为“ZC3H14 facilitates backsplicing by binding to exon-intron boundary and 3' UTR”的研究论文，揭示了ZC3H14蛋白结合成环序列外显子-内含子边界和3' UTR促进反向剪接的新机制，并建立了ZC3H14和环形RNA的生物发生与雄性生育的紧密联系。

该团队基于无内含子基因来源的环形RNA构建了circGFP报告系统，进行全基因组CRISPR-Cas9敲除筛选，鉴定出ZC3H14蛋白作为环形RNA生成的正调控因子。ZC3H14能够促进约40%环形RNA的生成，但对mRNA的表达与可变剪切没有显著影响。进一步的实验和生物信息学分析表明，这一调控机制在真核生物中是保守的。

通过免疫共沉淀和质谱分析，研究团队发现ZC3H14蛋白结合多种剪切体组分。进一步的双分子荧光互补及荧光免疫共沉淀实验表明，ZC3H14蛋白可以二聚化甚至寡聚化。ZC3H14 iCLIP-seq分析表明，ZC3H14蛋白结合成环外显子两侧的外显子-内含子边界 (Exon-intron boundary, EIB) 及同源基因3' UTR。ZC3H14结合EIB的突变或3' UTR缺失均导致环形RNA的表达降低，ZC3H14与3' UTR的结合能够增强ZC3H14与EIB的结合。单独或联合利用ZC3H14结合的EIB或3' UTR作为顺式元件，能够用于环形RNA表达载体的构建，实现环形RNA不同程度的过表达。

ZC3H14蛋白在人类与小鼠睾丸组织中高度表达。ZC3H14的敲除导致雄性小鼠后代减少、睾丸减小、精子数目减少且异常精子比例升高，同时睾丸组织中环形RNA的表达显著降低。ZC3H14主要表达在粗线期、双线期精母细胞与圆形精细胞。ZC3H14敲除导致减数分裂进程异常，造成粗线期及双线期联会复合物侧轴断裂，同时伴随粗线期精母细胞环形RNA表达水平降低。在小鼠生殖细胞中，ZC3H14同样结合成环序列两侧的EIB与3' UTR。此外，通过对公共数据进行分析，作者发现ZC3H14及环形RNA与人类非梗阻性无精症显著相关。

中国科大生命科学与医学部王小林特任副研究员、单革教授为本文共同通讯作者；中国科大生命科学与医学部李奇奇博士和博士生杨刚为共同第一作者；该工作还得到了中国科大史庆华教授的帮助和中国科大附属第一医院唐丽琴主任的支持。该研究工作得到了科技部、国家自然科学基金委、校青创等多项基金资助支持。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.molcel.2024.10.001

（生命科学与医学部、科研部）