遗传发育所水稻减数分裂同源染色体分离机制研究取得进展

2011-5-10 09:33 来源: 中国科学院
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  与有丝分裂不同的是,减数分裂染色体复制一次,而细胞分裂两次。这种质的差异与染色体臂上及着丝粒处黏着蛋白的分步消失有直接关系。染色体臂上黏着蛋白在减数第一次分裂消失是保证同源染色体分离的前提;而着丝粒处黏着蛋白的维持是保证姊妹染色单体在减数第二次分裂才相互分开。shugoshin是一个着丝粒定位的蛋白,其主要功能是保护姊妹染色单体着丝粒区域黏着蛋白在减数第一次分裂过程中不被降解。shugoshin蛋白在真核生物中具有较高的保守性,早在上世纪九十年代果蝇中首先发现了shugoshin蛋白(Mei-S332),然而其功能在不同物种中有了进一步分化。

  中国科学院遗传与发育生物学研究所基因组生物学研究中心程祝宽课题组的研究发现,水稻中也存在shugoshin蛋白OsSGO1。在Ossgo1突变体中,姊妹染色单体的着丝粒在中期I就有提前分开的趋势,而到后期II姊妹染色单体发生随机分离,表明OsSGO1对维持姊妹染色单体着丝粒处黏着的重要性。免疫荧光定位研究表明,在减数第一次分裂和有丝分裂前期,OsSGO1从核仁中逐渐转移到染色体的着丝粒上,中期后逐步从着丝粒上脱离。并且在Ossgo1突变体中,联会复合体延迟形成并提早消失,说明它对于维持联会复合体的稳定具有重要作用,这也揭示了植物界shugoshin蛋白在减数分裂前期I的特殊功能。

  该研究为进一步揭示植物减数分裂过程中同源染色体分离的分子机制提供了新思路。相关结果于4月19日在国际杂志Plant Journal上在线发表(DOI: 10.1111/j.1365-313X.2011.04615.x)。

  程祝宽实验室在读博士生王莫为该论文第一作者,该研究得到了科技部和国家自然科学基金委的资助。