Sci Bull丨Poly(A)尾测序应用：范衡宇/陆发隆/嵇姝妍揭示母源PAN2通过维持poly(A)尾稳态驱动卵母细胞-早期胚胎转换

真核生物中mRNA降解受到去腺苷酸化的限速调控，PAN2-PAN3复合物先缩短poly(A)尾，随后CCR4-NOT复合物完成近端去腺苷酸化。PAN2是催化亚基，PAN3作为支架通过PABP将PAN2招募至mRNA。

卵母细胞生长过程中会预先合成并储存大量母源mRNA和蛋白，转录在细胞生长到合适大小后停止。早期胚胎发育依赖母源-合子转换（MZT），其中母源mRNA清除与合子基因组激活必须精确协调。

已知BTG4、CNOT6L、TUT4/7和DIS3L2等因子参与母源mRNA去腺苷酸化、尿苷化或降解，其缺失会损害卵母细胞成熟或早期胚胎发育。poly(A)尾长度和碱基组成与mRNA稳定性及翻译效率密切相关，但PAN2-PAN3复合物在哺乳动物生殖中的生理功能尚不清楚。

2026年8月24日，浙江大学范衡宇、中科院遗传发育所陆发隆、浙江大学嵇姝妍团队在Science Bulletin上发表了题为“Maternal PAN2 selectively maintains mRNA Poly(A) tail homeostasis to regulate RNA degradation during oocyte-to-early embryo transition in mice”的研究论文。该研究揭示了PAN2在确保母源mRNA及时清除和合子基因组正常激活中的不可替代作用，为理解哺乳动物早期胚胎发育中的转录后调控机制提供了新视角。

文章索引

【标题】Maternal PAN2 selectively maintains mRNA Poly(A) tail homeostasis to regulate RNA degradation during oocyte-to-early embryo transition in mice

【发表期刊】Science Bulletin

【发表日期】2026年8月24日

【作者及团队】浙江大学范衡宇、中科院遗传发育所陆发隆、浙江大学嵇姝妍团队

【IF】21.1

研究结果

一、母源Pan2转录本在母源向合子过渡前经历翻译激活

通过RT-qPCR和免疫荧光等方法检测发现，Pan2 mRNA在生发泡期积累，但其翻译被3' UTR中的细胞质多聚腺苷酸化元件抑制，直到减数分裂恢复后才被激活。

这表明PAN2的精确表达调控对其在后续发育阶段发挥功能至关重要。

二、卵母细胞特异性Pan2敲除导致严重的雌性生育力下降

通过Gdf9-Cre系统，研究团队成功构建了卵母细胞特异性Pan2条件敲除小鼠模型。

生育力测试和组织学观察表明，突变雌鼠虽然卵母细胞成熟与排卵功能正常，但其最终的生殖能力出现显著下降。

三、PAN2对早期胚胎发育至关重要

通过追踪体内受精以及体外培养的胚胎发育轨迹，研究者统计了各发育阶段的胚胎存活比例。

实验结果显示，母源Pan2缺失的胚胎绝大多数停滞在2细胞至4细胞期，且整体转录与翻译水平大幅受损。

四、在受精卵中回补PAN2可部分挽救母源PAN2缺失引起的胚胎发育缺陷

研究者向野生型与Pan2缺失的受精卵中分别显微注射野生型或催化失活突变型的Pan2转录本。

囊胚发育率的定量分析证实，补充具备催化活性的外源PAN2能够有效逆转母源缺失引发的早期发育阻滞现象。

五、PAN2在母源向合子过渡期间协调转录本清除并调控合子基因组激

研究者借助Smart-seq2技术对2细胞期胚胎展开转录组测序，识别出大量因Pan2缺失而出现异常积累的差异表达基因。

生物信息学联合分析显示，转录组稳态的破坏不仅阻碍了母源转录本的正常降解，还严重干扰了合子基因组激活及特异性可变剪接。

六、PAN2优先靶向poly(A)尾部缺乏G且富含U的转录本

研究者利用PAIso-seq2技术获取全长mRNA信息，并结合Btg4及Tut4/7敲除数据集进行联合剖析。

结果揭示PAN2介导的降解机制偏好作用于尾部无鸟苷酸且富含尿苷酸的mRNA靶标，且该途径独立于LC3B介导的自噬降解通路。

七、Pan2缺失导致早期胚胎发育过程中长尾mRNA数量增加以及全局尾长紊乱

为了探究PAN2对多聚腺苷酸尾长的直接影响，研究者系统量化并对比了受精卵与2细胞胚胎中不同长度区段的mRNA尾部特征。

分析表明，随着发育推进，Pan2缺失不仅导致长尾转录本比例显著上升，还引发了广泛的全局尾长稳态失衡。

八、Pan2缺失导致部分转录本poly(A)尾延长并上调其表达水平

研究团队联合解析了转录组与多聚腺苷酸化测序数据，并通过多聚核糖体免疫沉淀技术证实了内源性结合靶标。

结果证明Pan2缺失致使原本应被清除的关键因子（如Btg4等）的poly(A)尾部异常延伸，进而导致其在2细胞期的表达量出现病理性上调。

九、Pan2缺失引起的异常蛋白上调干扰了胚胎发育

蛋白质谱分析揭示，Pan2缺失的2细胞胚胎中存在数百种异常累积的蛋白质，且其趋势与mRNA转录本水平高度吻合。

进一步的敲低与点突变实验证明，PAN2、PAN3与PABPC1必须形成完整复合物才能发挥功能，特定靶蛋白的异常积累最终引发胚胎发育崩溃。

总结

本文系统阐明了母源PAN2在小鼠卵母细胞向早期胚胎过渡期间的关键生理功能及其分子机制。研究证实PAN2通过选择性维持mRNA的poly(A)尾部稳态来驱动母源mRNA的适时降解，从而保障合子基因组的顺利激活和早期胚胎的正常发育。