哺乳動物卵子質量控制研究方向取得重要進展

染色體分離是細胞分裂過程中將染色體平均分配到兩個子細胞的基本生物學過程,也是維持基因組穩定性和正確傳遞遺傳信息的重要機制。該過程在雌性配子發生中出現任何錯誤都會促進非整倍體卵子的形成,成為雌性動物不育和出生缺陷的重要原因之一。

染色體的精確分離有賴於染色體黏合素(cohesin)及其調節因子的動態調控。有絲分裂進程中,大量cohesin藉助其釋放因子Wapl在前期從染色體臂上游離下來,然後剩餘少量在著絲粒區域的cohesin到中期再被蛋白酶Separase切割,從而啟動染色體的分離。

然而,哺乳動物雌性生殖細胞中發生的是減數分裂,DNA複製一次,但細胞分裂兩次(第一次減數分裂和第二次減數分裂)。其中第一次減數分裂與有絲分裂存在很大差異,發生的是同源染色體分離,染色體臂上的cohesin在中期被Separase切割而脫離染色體,釋放因子Wapl並不參與此過程。

因此,Wapl在哺乳動物卵母細胞第一次減數分裂成熟過程中發揮何種功能及其調控機制一直以來都是未解的科學問題。

Science Advances|哺乳動物卵子質量控制研究方向取得重要進展

2020年4月8日,Science子刊《Science Advances》在線發表了南京農大動物科技學院熊波教授課題組題為“The cohesin release factor Wapl interacts with Bub3 to govern SAC activity in female meiosisI”的最新研究成果,揭示了染色體黏合素釋放因子Wapl通過與Bub3相互作用參與調控卵母細胞第一次減數分裂紡錘體組裝檢驗點活性從而維持染色體倍性的機制。


該研究得到了國家自然科學基金優秀青年科學基金、國家重點研發計劃和中央高校基本科研業務費的資助。論文第一署名單位為南京農業大學,我校博士研究生周長銀為第一作者,熊波教授為通訊作者。

Science Advances|哺乳動物卵子質量控制研究方向取得重要進展


該研究通過分子生物學、細胞生物學和生物化學等手段闡明瞭染色體黏合蛋白Wapl在卵母細胞減數分裂中作為紡錘體組裝檢驗點調控分子的新功能,拓展了對染色體黏合蛋白所參與生物學過程的認知,為兩大細胞週期調控網絡(染色體黏合蛋白和紡錘體組裝檢驗點)的聯繫提供了直接證據,同時也為明確染色體黏合蛋白作為評價卵子質量的分子指標提供了科學依據,對於提高動物繁殖力具有重要的理論指導意義。


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