Primate-specific DAZ (deleted in azoospermia) has evolved in the azoospermia factor c (AZFc) locus on the Y chromosome. Loss of DAZ is associated with azoospermia in patients with deletion of the AZFc region (AZFc_del). However, the molecular mechanisms of DAZ in spermatogenesis remain uncertain. In this study, the molecular mechanism of DAZ is identified, which is unknown since it is identified 40 years ago because of the lack of a suitable model. Using clinical samples and cell models, it is shown that DAZ plays an important role in spermatogenesis and that loss of DAZ is associated with defective proliferation of c-KIT-positive spermatogonia in patients with AZFc_del. Mechanistically, it is shown that knockdown of DAZ significantly downregulated global translation and subsequently decreased cell proliferation. Furthermore, DAZ interacted with PABPC1 via the DAZ repeat domain to regulate global translation. DAZ targeted mRNAs that are involved in cell proliferation and cell cycle phase transition. These findings indicate that DAZ is a master translational regulator and essential for the maintenance of spermatogonia. Loss of DAZ may result in defective proliferation of c-KIT-positive spermatogonia and spermatogenic failure.

ABSTRACT Cancer cells rely on metabolic reprogramming to sustain the prodigious energetic requirements for rapid growth and proliferation. Glutamine metabolism is frequently dysregulated in cancers and is being exploited as a potential therapeutic target. In current study, we identified TARBP1 (TAR (HIV-1) RNA Binding Protein 1) as a novel driver gene critical for glutamine metabolic reprogramming in tumor through the CRISPRi/Cas9 screening. Our in vivo and in vitro assays demonstrated that TARBP1 is the methyltransferase of Guanosine 2’-O-methylation targeting position 18 (G18) of tRNA Gln (TTG/CTG) and tRNA Ser (TGA/GCT) , and loss of Gm18 modification diminishes the stability of tRNAs. Therefore, TARBP1 is critical for maintaining efficient translation of mRNA, in particular the glutamine transportor-ASCT2 (also known as SCL1A5). Importantly, TARBP1 is frequently amplified and overexpressed in HCC, consequentially promotes the protein synthesis of ASCT2 and glutamine import to fuel the growth of cancer cell, which is associated with poor patient survival. Taken together, this study reveals the critical role of TARBP1 in HCC progression through glutamine metabolic reprogramming and provides a potential target for tumor therapy.