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,則會導致后代基因組的紊亂。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道。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于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,并且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。
相關論文于7月10日在《植物細胞》(The Plant Cell)雜志在線發表(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。
記者20日獲悉,中國的醫學專家和分子細胞學專家攜手攻克了生殖生物學領域長達數十年的科學難題。他們首次在實驗室環境中成功模擬并解析了減數分裂過程中DNA雙鏈斷裂(DSB)形成的分子機制,為揭示有性生殖的......
減數分裂是有性生殖生物配子產生和世代交替的核心事件。減數分裂起始是細胞有絲分裂向減數分裂的轉變,標志著生物體從營養生長向生殖生長的轉變。氮素是植物必需的大量元素,是植物生長發育和農作物產量形成的重要限......
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在含鹽量可達千分之五,被視為“不毛之地”的鹽堿地里種大豆,不僅僅能長得好,還能高產,這是剛剛在黃河三角洲中國科學院遺傳與發育生物學研究所(以下簡稱中科院遺傳發育所)東營分子設計育種研究中心基地里發生的......
減數分裂是一種特殊的細胞分裂過程,需要產生配子,即生物體的生殖細胞。在減數分裂過程中,父系和母系染色體復制、配對并交換部分DNA,這一過程稱為減數分裂重組。為了調節這種遺傳物質的交換,細胞將雙鏈斷裂(......
雌性哺乳動物在出生以后,卵母細胞的細胞周期停滯在減數第一次分裂前期,直到排卵前夕才在促性腺激素的刺激下恢復減數分裂,經不對稱分裂排出極體,等待受精。卵母細胞的減數分裂成熟是受精成功的關鍵,也常常是輔助......
減數分裂過程中,紡錘體的正確組裝對于同源染色體的準確分離極其重要。但是,不同物種間紡錘體組裝的機制并不保守。在哺乳動物、線蟲和果蠅中,對紡錘體的組裝機制研究較為深入。然而對于植物性母細胞減數分裂過程中......
減數分裂是形成生殖細胞的一種特殊方式的細胞分裂。它是遺傳學中一個特別重要的事件,是維持大多數動植物品種染色體數目世代穩定傳遞的根本機制。同時,基因的分離、自由組合以及交換無不是通過減數分裂發生的。可以......
減數分裂是生物細胞中染色體數目減半的分裂方式。生殖細胞分裂時,染色體只復制一次,細胞連續分裂兩次,這是染色體數目減半的一種特殊分裂方式。減數分裂不僅是保證物種染色體數目穩定的機制,同時也是物種適應環境......
減數分裂過程中,紡錘體組裝對于同源染色體間的正確分離極其重要。但是,不同物種間紡錘體組裝的機制并不保守。在小鼠、果蠅和爪蟾等模式動物中,由中心體或者染色體本身介導的紡錘體組裝,其細胞學過程已了解得比較......