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10月21日，星空体育生命科学学院梁成光教授课题组在Science Advances发表题为“RanGAP1 coordinates the ER-lamina interface to drive de novo nuclear envelope reassembly in mouse embryos”的研究论文。该研究首次揭示了核膜卵白RanGAP1在早期胚胎发育中驱动核膜重新组装的分子机制，为理解哺乳动物胚胎早期发育提供了全新视角，也为提高家畜繁殖效率、辅助生殖乐成率奠基了重要的理论基础。

要理解这项研究的价值，需要从生命降生的最初时刻说起。哺乳动物受精卵形成后，需要经历一系列快速而精确的细胞破裂，才气从单个细胞发育为一个完整的生命体。在这个历程中，细胞核承载着全部遗传信息的“指挥中心”，必须在其每次破裂时被完整地拆解并重新搭建。包裹在细胞核外面的那层薄膜结构，叫做核膜。它就像一堵精密的“防护墙”，把遗传物质宁静地掩护起来，同时又有选择性地允许物质进出。如果核膜的重建出了问题，染色体就可能袒露在细胞质中，导致基因损伤和细胞功效紊乱，胚胎发育便会在最早的阶段就停滞。然而，这堵“防护墙”究竟是如何在每次细胞破裂后被准确、快速地重新搭建起来的，一直是生命科学领域的未解之谜。

梁成光教授课题组的研究，正是瞄准了这个要害问题。研究团队以小鼠早期胚胎为模型，利用Trim-Away卵白快速降解技术，在受精卵中精准敲除了一个名为RanGAP1的卵白。结果发现，缺失RanGAP1的胚胎会在2-细胞阶段完全停止发育，这是胚胎发育的“第一道门槛”，过不去，后续的一切都无从谈起。进一步的深入研究发现，RanGAP1饰演着一个“总调治师”的角色。它与细胞内质网（一种卖力合成卵白质和脂质的膜系统）协同事情，将组成核膜“骨架”的核纤层卵白（Lamin A/C、B1、B2）精准地招募到细胞核周围，为核膜的重新组装搭建脚手架。如果没有RanGAP1，核纤层卵白就无法正确定位，核膜便无法完成组装，细胞核泛起严重的结构塌陷和功效丧失。研究组同时还发现，RanGAP1卵白上的特定结构域和修饰位点（Lys526的SUMO化修饰和酸性结构域）在这一历程中发挥着精确的调控作用，它们如同“定位信号”和“宁静阀门”，确保核膜组装在正确的时间和所在有序进行。

RanGAP1协调内质网—核纤层界面以驱动胚胎核膜重新组装

从应用角度看，这项结果可以带来两方面的工业价值。第一，对于提升畜牧业高质量生长具有重要意义。牛羊良种繁育是国家肉奶宁静的焦点保障。然而，牛羊等家畜的繁殖效率恒久受限于早期胚胎的发育质量，无论是自然繁殖照旧人工授精、胚胎移植，许多胚胎在发育的最早阶段就悄然“停摆”，导致受胎率低、繁殖周期长。梁成光教授课题组的这项研究，从基础上回覆了“胚胎为什么会早期停摆”这一要害问题。RanGAP1介导的核膜组装机制，直接决定了胚胎能否顺利完成第一次细胞破裂。这一发现为评估和提升家畜胚胎质量提供了全新的分子靶点，也为优化体外受精和胚胎培养体系指明了偏向。第二，为人类辅助生殖提供新思路。在人类体外受精（IVF）中，“2-细胞期阻滞”同样是一个常见的临床难题。许多不孕不育患者的胚胎在体外培养历程中会在这个阶段停止发育，但原因一直难以明确。这项研究为这类不明原因的胚胎发育失败提供了分子层面的解释，RanGAP1通路的检测可能成为评估胚胎发育能力的新型生物标志物，为改善辅助生殖技术的乐成率开辟了新路径。

作者简介

梁成光教授现任星空体育-星空体育官方网站生命科学学院教授、博士生导师，省部共建草原家畜生殖调控与繁育国家重点实验室配子发生与胚胎发育偏向卖力人。他于2006年在中国科学院动物研究所获得博士学位，随后在美国斯坦福大学和天普大学从事博士后研究，2010年作为自治区首批“草原英才”和星空体育-星空体育官方网站高条理引进人才回到母校事情。入选教育部新世纪优秀人才支持计划、自治区杰出青年基金、自治区新世纪321人才工程第一条理等。先后主持7项国家自然科学基金（包罗区域创新生长联合基金1项，面上项目4项），在Nature Communications、Science Advances等期刊发表论文60余篇。

梁成光教授课题组恒久聚焦哺乳动物卵子成熟及早期胚胎发育的分子机理研究，围绕卵子染色体非整倍性机理、早期胚胎发育调控、生殖衰老与挽救战略、辅助生殖新技术开发等偏向连续攻关。课题组此前已在Nature Communications发表长文，揭示调控卵母细胞减数破裂中后期转换的全新机制，为预防染色体异倍性引起的出生缺陷提供了新的治疗靶点。此次Science Advances论文的发表，是该课题组在早期胚胎发育领域的又一重要突破，进一步彰显了星空体育-星空体育官方网站在动物生殖生物学基础研究领域的国际竞争力。

星空体育张晓洁博士、周成杰讲师（现在霍华德休斯医学院-波士顿儿童医院）和宋春儒博士为论文配合第一作者之一。该项研究获得了国家自然科学基金（32470913）、草食家畜育种全国重点实验室（培育）（2026CXPT02003）项目以及内蒙古自治区自然科学基金（2023MS03007）的资助。

原文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aef7931

（来源：科学技术处      编辑：武涛       审核：李文娟       终审：阿茹娜）