遺傳發育所解析同源重組保障的新機制

2021-01-09 中國科學院
遺傳發育所解析同源重組保障的新機制

2017-07-14 遺傳與發育生物學研究所

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　　減數分裂過程中，性母細胞會主動產生DNA雙鏈斷裂（double-strand break, DSB），起始同源重組。同源重組正常發生在同源DNA之間，若在非同源DNA之間發生重組，則會導致後代基因組的紊亂。為此，生物體進化出了一套完善的體系，避免在序列相似的非同源DNA之間發生重組。但是目前對該保障體系的了解還非常有限。

　　中國科學院遺傳與發育生物學研究所程祝寬研究組發現一個新的重組中間體蛋白MEICA1 (Meiotic chromosome association 1)，它是一個非常保守的真核生物蛋白，但尚未有相關研究的報導。MEICA1突變導致染色體間的異常黏連和染色體碎片，這些異常黏連和碎片依賴於SPO11-2和DMC1，但與KU70介導的非同源末端連接修復途徑無關。MEICA1能夠與MHS7相互作用，共同參與抑制非同源重組的發生。MEICA1亦能與TOP3a相互作用，並且MEICA1突變能部分恢復突變體msh5和hei10的染色體交叉結數目，說明MEICA1具有調節重組頻率的功能。相關研究為揭示同源重組保障的分子機制奠定了理論基礎，同時為育種過程中提高重組頻率提供了基因資源。

　　相關論文於7月10日在《植物細胞》（The Plant Cell）雜誌在線發表（DOI: 10.1105/tpc.17.00241）。程祝寬研究組博士研究生胡青、助理研究員李亞非為該文章的共同第一作者。該研究得到科技部、國家自然科學基金委等的項目資助。

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圖：MEICA1參與抑制減數分裂非同源重組

　　減數分裂過程中，性母細胞會主動產生DNA雙鏈斷裂（double-strand break, DSB），起始同源重組。同源重組正常發生在同源DNA之間，若在非同源DNA之間發生重組，則會導致後代基因組的紊亂。為此，生物體進化出了一套完善的體系，避免在序列相似的非同源DNA之間發生重組。但是目前對該保障體系的了解還非常有限。
　　中國科學院遺傳與發育生物學研究所程祝寬研究組發現一個新的重組中間體蛋白MEICA1 (Meiotic chromosome association 1)，它是一個非常保守的真核生物蛋白，但尚未有相關研究的報導。MEICA1突變導致染色體間的異常黏連和染色體碎片，這些異常黏連和碎片依賴於SPO11-2和DMC1，但與KU70介導的非同源末端連接修復途徑無關。MEICA1能夠與MHS7相互作用，共同參與抑制非同源重組的發生。MEICA1亦能與TOP3a相互作用，並且MEICA1突變能部分恢復突變體msh5和hei10的染色體交叉結數目，說明MEICA1具有調節重組頻率的功能。相關研究為揭示同源重組保障的分子機制奠定了理論基礎，同時為育種過程中提高重組頻率提供了基因資源。
　　相關論文於7月10日在《植物細胞》（The Plant Cell）雜誌在線發表（DOI: 10.1105/tpc.17.00241）。程祝寬研究組博士研究生胡青、助理研究員李亞非為該文章的共同第一作者。該研究得到科技部、國家自然科學基金委等的項目資助。
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圖：MEICA1參與抑制減數分裂非同源重組

列印 責任編輯：葉瑞優

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