CNS前沿文献追踪 – CO位置影响减数分裂过程中染色体分离

继续减数分裂文章的分享，这是减数分裂系列文章的第5篇，也是最后一篇，文章关注的是CO对染色体分离的影响，具体内容如下：

在终变期，同源染色体会形成以CO为中心的十字形二价染色体（HTP-3为染色体轴marker、LAB-1是调节同源染色体分开的蛋白、COSA-1为CO marker），文章作者想研究CO位置对减数分裂过程中染色体行为的影响

CO是由双链DNA损伤（DSB）转化而来，为了控制CO的形成位置，作者利用热休克诱导的Mos1转座子系统对SPO-11突变（无法产生内源DSB）线虫的染色体进行定点损伤：中间、中间靠边、端粒区

热休克（HS）的确诱导了DSB（用重组酶RAD-51表征，沉默RAD-54是为了抑制RAD-51离去，便于检测DSB）

转座子系统诱导中间及中间两侧DSB后，终变期可观察到十字交叉型二价染色体

损伤端粒附近后无法形成十字交叉型二价染色体，损伤位点位于染色体中心时形成的十字交叉型二价染色体上LAB-1（应该定位在“十字”的长轴上，抑制未成熟的姐妹染色单体分开）定位异常 – 不再定位

当DSB发生在染色体中间时，除了本应定位在长轴的LAB-1出现异常定位外，本应定位在短轴的pH3也出现了定位异常 – 同时出现在十字的两个轴上

同时损伤中间及中间一侧后二价染色体变多，LAB-1定位趋于正常

LAB-1的作用是抑制未成熟的姐妹染色单体分开，当DSB发生在中间区，除了LAB-1定位异常，作者还观察到起维持染色体结构作用的SMC-1定位也出现了问题

姐妹染色单体分离出现异常

转座子系统精准造成中间区DSB后，用辐射再随机引起额外的DSB可rescue LAB-1的定位异常；此外形成的十字型二价染色体和单纯中间区损伤后形成的十字型不同，暗示非中间区的DSB更易形成CO

前面是在三号染色体上看到的LAB-1定位异常，在别的染色体上再用转座子系统看看，发现只要损伤在中间区及其附近，二价染色体形成、LAB-1定位都会受影响

终变期观察到二价染色体形成、LAB-1定位出问题，作者开始往前捣，发现在粗线期末期，本应完全覆盖染色体的LAB-1在单点损伤的染色体上出现了部分丢失

单点DSB召集CO关键蛋白COSA-1的能力也较弱

辐射产生额外的DSB可以rescue粗线期末期LAB-1定位、COSA-1的问题

前面所有的数据都暗示DSB的数量很关键，转座子系统能够精准的制造单个DSB，其实通过调节辐射能量也能控制DSB的数目，作者又做了一个辐射引起DSB的模型：随能量升高，DSB增加，终变期的LAB-1定位、二价染色体数趋于正常 – 和前面转座子系统上观察到的结果一致

最后来个模式图：中间两侧区的DSB形成CO，终变期形成十字型的二价染色体，相关调节蛋白定位准确，诱导正确的染色体分离

文章并不复杂，其实只是描述了一个现象，背后的分子事件并没有挖出来，也就是还有深挖、再成文的机会 - 一方面我们收集技术路线，另一方面寻找新的机会……

Elisabeth Altendorfer, Laura I. La′ scarez-Lagunas, Saravanapriah Nadarajan, Iain Mathieson, Monica P. Colaia′ covo. Crossover Position Drives Chromosome Remodeling for Accurate Meiotic Chromosome Segregation [J]. Current Biology, April 6, 2020.

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