在人類卵子發(fā)生這一關(guān)鍵的生命過(guò)程中，配子細(xì)胞進(jìn)入減數(shù)分裂后會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)錄沉默，因此轉(zhuǎn)錄后調(diào)控，尤其是mRNA的翻譯控制，變得至關(guān)重要。生殖細(xì)胞特異性RNA結(jié)合蛋白（RBP）在此過(guò)程中扮演了核心角色，然而其作用的具體分子機(jī)制尚不清晰。本篇研究聚焦于DAZ蛋白家族的成員——BOLL蛋白，深入探討了其在人類卵母細(xì)胞減數(shù)分裂前期如何通過(guò)形成功能性的蛋白聚集物來(lái)精確調(diào)控翻譯，從而協(xié)調(diào)減數(shù)分裂進(jìn)程。

研究首先在人類胎兒卵巢組織中確認(rèn)了BOLL的表達(dá)模式。結(jié)果顯示，在人卵母細(xì)胞中，BOLL呈現(xiàn)出與同源蛋白DAZL互補(bǔ)的表達(dá)模式，并且與減數(shù)分裂前期標(biāo)志物SYCP3具有顯著更高的共定位頻率（58.5%），表明其表達(dá)特異性限定于減數(shù)分裂前期I。為了在體外深入研究其功能，研究者建立了一個(gè)由BMP4處理和BOLL過(guò)表達(dá)組合誘導(dǎo)的人類胚胎干細(xì)胞（hESC）分化系統(tǒng)，成功獲得了具有減數(shù)分裂特征的卵母細(xì)胞樣細(xì)胞（OLCs）。該系統(tǒng)富集了處于G₂/M期（4N）的細(xì)胞群體，并上調(diào)了_STRA8、_SYCP3等減數(shù)分裂關(guān)鍵基因的表達(dá)，為后續(xù)機(jī)制解析提供了理想平臺(tái)。

為了闡明BOLL在減數(shù)分裂前期的分子靶標(biāo)，研究者在OLCs中進(jìn)行了RNA免疫沉淀測(cè)序（RIP-seq），鑒定出1607個(gè)被BOLL顯著富集的轉(zhuǎn)錄本。這些靶標(biāo)RNA在功能上與染色體組織、DNA修復(fù)合成等減數(shù)分裂過(guò)程密切相關(guān)。進(jìn)一步的轉(zhuǎn)錄組-翻譯組測(cè)序分析顯示，BOLL結(jié)合的mRNA具有顯著更高的翻譯效率（TE），表明BOLL通過(guò)促進(jìn)細(xì)胞周期調(diào)節(jié)因子的翻譯來(lái)驅(qū)動(dòng)減數(shù)分裂進(jìn)程。通過(guò)對(duì)高TE靶標(biāo)3′UTR序列的基序分析，研究者發(fā)現(xiàn)了保守的U-富集元件（如UUUAGAAU）。利用雙熒光素酶報(bào)告系統(tǒng)驗(yàn)證了BOLL通過(guò)直接與SYCP3、SYCE2、LHX8、CENPL等關(guān)鍵基因的3′UTR結(jié)合來(lái)增強(qiáng)其翻譯。當(dāng)這些U-富集序列被突變?yōu)锳AAAA或CCCCC時(shí)，BOLL的激活作用顯著減弱。利用AlphaFold3進(jìn)行的結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)也支持了BOLL的RNA識(shí)別基序（RRM）與靶標(biāo)3′UTR中U-富集區(qū)域的特異性結(jié)合。

為了探索BOLL的蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)，研究者對(duì)OLCs進(jìn)行了免疫共沉淀結(jié)合質(zhì)譜分析（IP-MS），鑒定出125個(gè)與BOLL相關(guān)的蛋白。基因本體富集分析顯示，這些蛋白主要參與mRNA代謝、翻譯控制和穩(wěn)定性調(diào)控。蛋白互作網(wǎng)絡(luò)分析揭示了三個(gè)功能相互關(guān)聯(lián)的模塊：翻譯調(diào)節(jié)因子（如EIF4E2、PABPC1）、mRNA 3′UTR結(jié)合蛋白（如FXR1、PABPC4）以及核糖核蛋白復(fù)合體（如DDX6、G3BP2）。值得注意的是，PABPC1和FXR1參與了所有三個(gè)模塊，且兩者均在男性生殖細(xì)胞中被證實(shí)為通過(guò)相分離驅(qū)動(dòng)翻譯激活的介質(zhì)。免疫共沉淀和免疫熒光實(shí)驗(yàn)分別在體外和體內(nèi)（21周人類胎兒卵巢）驗(yàn)證了BOLL與PABPC1和FXR1存在直接的、不依賴RNA的物理相互作用，并存在明顯的共定位。

越來(lái)越多的證據(jù)表明，RBP通過(guò)組裝功能性蛋白聚集物來(lái)調(diào)控配子發(fā)生。研究顯示，在人類胎兒卵巢組織中，BOLL與淀粉樣前體蛋白（APP，一種聚集蛋白結(jié)構(gòu)的標(biāo)志物）存在明顯的共定位。更為關(guān)鍵的是，通過(guò)半變性去污劑瓊脂糖凝膠電泳（SDD-AGE）分析，研究者在OLCs中檢測(cè)到了高分子量（>250 kDa）的BOLL聚集物，這與SDS變性后的小鼠睪丸裂解物中觀察到的單體形式（37–55 kDa）截然不同，證明了人類BOLL在體外形成SDS抵抗性聚集物的能力。進(jìn)一步的熒光漂白恢復(fù)（FRAP）實(shí)驗(yàn)表明，BOLL-GFP融合蛋白在細(xì)胞內(nèi)形成動(dòng)態(tài)的、具有液體性質(zhì)的凝聚物，提示其可能通過(guò)液-液相分離（LLPS）驅(qū)動(dòng)聚集。

研究通過(guò)生物信息學(xué)分析識(shí)別出BOLL序列中的內(nèi)在無(wú)序區(qū)域（IDR）。為了確定驅(qū)動(dòng)聚集的關(guān)鍵區(qū)域，研究者構(gòu)建了四個(gè)FLAG標(biāo)記的BOLL截短體。SDD-AGE分析發(fā)現(xiàn)，刪除第111–184位氨基酸（Del-3）會(huì)完全破壞聚集物的形成，而刪除C末端部分（Del-4）則部分削弱了聚集。熒光成像實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)，全長(zhǎng)BOLL能形成明顯的細(xì)胞質(zhì)斑點(diǎn)，而缺失DAZ結(jié)構(gòu)域及其上游無(wú)序區(qū)域的Del-3完全喪失了形成斑點(diǎn)的能力，并主要定位于細(xì)胞核。這些結(jié)果共同表明，包含DAZ結(jié)構(gòu)域的區(qū)域（第111–184位氨基酸）對(duì)于BOLL的正確亞細(xì)胞定位和相分離驅(qū)動(dòng)的凝聚能力至關(guān)重要。

為了探究BOLL聚集物的蛋白質(zhì)組成及其功能影響，研究者比較了全長(zhǎng)BOLL與其截短體Del-3的互作蛋白組。結(jié)果顯示，全長(zhǎng)BOLL特異性富集的蛋白與肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架動(dòng)力學(xué)相關(guān)，而Del-3相關(guān)蛋白則主要與核內(nèi)RNA加工途徑相關(guān)。這表明，Del-3的截?cái)鄵p害了其招募細(xì)胞骨架相關(guān)蛋白并形成功能性聚集物的能力。免疫共沉淀實(shí)驗(yàn)證實(shí)，Del-3與關(guān)鍵翻譯調(diào)節(jié)因子FXR1和PABPC1的結(jié)合能力顯著減弱。功能上，與全長(zhǎng)BOLL相比，Del-3對(duì)SYCP3、SYCE2等靶基因3′UTR的翻譯激活作用也大幅下降甚至消失。這些發(fā)現(xiàn)共同證明，BOLL聚集物的結(jié)構(gòu)完整性對(duì)于其有效招募翻譯機(jī)器并調(diào)控靶mRNA翻譯是不可或缺的。

綜上所述，本研究揭示了一個(gè)在人類卵子發(fā)生中由BOLL蛋白聚集物介導(dǎo)的翻譯調(diào)控新范式。BOLL在減數(shù)分裂前期特異性表達(dá)并形成動(dòng)態(tài)的、SDS抵抗性的功能凝聚物。這些聚集物通過(guò)其DAZ結(jié)構(gòu)域招募PABPC1、FXR1等翻譯機(jī)器組件，并特異性識(shí)別靶mRNA 3′UTR的U-富集基序，從而高效促進(jìn)SYCP3、SYCE2等減數(shù)分裂關(guān)鍵因子的翻譯，確保減數(shù)分裂的順利進(jìn)行。這項(xiàng)工作不僅深化了對(duì)生殖細(xì)胞特異性RBP功能機(jī)制的理解，也將蛋白質(zhì)相分離和聚集的概念與人類生殖生物學(xué)緊密聯(lián)系起來(lái)，為未來(lái)研究與治療人類生殖障礙提供了新的理論基礎(chǔ)和潛在靶點(diǎn)。