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当今世界不孕症越来越受人们的关注,全世界大约有15%的夫妇受到不孕症的影响,其中约半数都是男性生殖异常引起的,而精子发生障碍是导致男性不育的一个重要因素。我们的工作旨在通过深入地了解精子发生过程,分析影响精子发生过程中基因表达的转录和转录后调控的分子机制,为寻找精子发生障碍的可能成因和治疗方法提供指导思路。精子发生是一个复杂而动态的过程,需要一系列基因在其各个阶段协调且精准的表达,任一阶段的基因表达失调都有可能会造成精子发生障碍。而RNA编辑和miRNA编辑作为重要的基因转录后调控方式,通过RNA水平上碱基的取代和加减,以更加灵活高效的方式影响和调节基因的表达。但是RNA编辑和miRNA编辑是否存在于雄性生殖细胞中,如果存在,其在不同生殖细胞中的分布情况怎样、作用于哪些生殖基因、是否会影响这些基因的表达,这一系列问题都尚未解决。在本研究中,我们收集了目前已公开发表的RNA-seq数据,从编码和非编码RNA两个方面系统的分析了精子发生过程中多个阶段生殖细胞的RNA编辑情况,并对一些在精子发生过程中发挥重要作用的基因和miRNA的编辑情况进行详细阐述。具体过程和结果如下:1.精子发生过程中RNA-seq数据平台搭建我们从GEO和SRA数据库中收集了小鼠精子发生的RNA-seq数据和small RNA-seq样本,分别作为RNA编辑和miRNA编辑检测的实验数据集。并用这些数据集搭建我们精子发生过程的RNA-seq数据平台。我们根据细胞类型对数据进行分组,并将同一细胞类型的数据整合成一个样本。结果显示整合策略在一定程度上增加了测序深度,同时可以获得不同样本中一致的编辑位点,与分别检测每个样本中的RNA编辑位点相比,该方法可以提高准确性。2.精子发生过程中的RNA编辑我们在小鼠精子发生过程的7种生殖细胞里检测到了7530个编辑位点共发生在2012个基因中。这些编辑位点在一些染色体上呈现特殊分布,在17号染色体上的分布密度最高,Y染色体上的编辑位点只分布在Y染色体的两端。编辑位点主要分布在内含子区,基因间区和编码区,并且编码区的编辑位点中将近一半都会导致氨基酸的改变。而很多在精子发生过程中起重要作用的基因都被检测到了非同义编辑事件,如:Ddx3x,Hjurp,Adad1,Tssk6等,反映了RNA编辑在精子发生过程中对重要基因表达的灵活调控。3.精子发生过程的miRNA编辑我们从小鼠和猪中分别鉴定了630个和261个编辑位点。两个物种之间有许多miRNA编辑现象是一致的,例如编辑位点在各细胞的数量分布,编辑类型,以及种子区和非种子区中A-to-I编辑的分布密度。并且无论是在小鼠还是在猪中,近一半的miRNA编辑事件都发生在种子区,这意味着近一半的编辑事件都可能会影响miRNA的功能。最后,我们发现在精子发生过程中频繁被编辑的miR-34c通过改变其结构来调节靶基因,并在编辑时显示出功能障碍。总之,我们描绘了小鼠和猪精子发生期间miRNA编辑的整体概况。