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何向伟实验室在PNAS发长文阐明着丝粒重定位导致倒转减数分裂和生殖隔离

时间:2019年10月11日 访问次数:257

       2019109日,浙江大学生命科学研究院何向伟实验室在《美国科学院院刊》(PNAS)在线发表了题为“Centromere repositioning causes inversion of meiosis and generates a reproductive 的研究论文。

      着丝粒在染色体上的位置是由一种组蛋白H3的变体CENP-A通过表观遗传机制决定,并在细胞分裂过程中保持稳定。越来越多的证据表明在进化过程中着丝粒的位置发生重新定位(称为“进化新着丝粒”),这一现象被认为对物种形成可能非常重要。然而,关于着丝粒高稳定性的分子机制及其生物学功能和意义还尚未明确。

      本研究发现在裂殖酵母中,经过减数分裂,特定内层动粒的破坏(如mhf2Δ会致使三条染色体的其中一条染色体随机发生着丝粒重定位(即原着丝粒失活和新着丝粒的形成)。重定位的新着丝粒不对称地形成于失活着丝粒附近的异染色质区域,并能顺利进行有丝分裂(图 1A)。当携带重定位着丝粒的细胞与携带原着丝粒的野生型细胞杂交,其子代的存活率极大程度地下降(图 1B),而携带相同的重定位着丝粒的细胞杂交就能产生正常数目的子代。因此,这些结果表明重定位着丝粒能造成生殖隔离,并为进化新着丝粒在物种进化中起作用提供实验证据。有意思的是,在纯合杂交后的减数分裂过程中,携带相同的重定位着丝粒的染色体以倒转的方式完成减数分裂(即姐妹染色单体在减数分裂I期分离,同源染色体在减数分离II分离,称为“倒转减数分裂”),而同一细胞内携带原着丝粒的染色体则进行经典减数分裂(图 1C)。这一现象表明减数分裂过程并非按照既定程序一层不变,具有高度灵活性。


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      卢敏博士为本文第一作者,何向伟教授为本文的通讯作者。该研究工作获得了科技部973项目和国家自然科学基金委面上项目的支持。

原文链接:https://www.pnas.org/content/early/2019/10/08/1911745116