标题:
哺乳动物减数分裂调控蛋白的鉴定及功能研究
讲者:
罗孟成
单位:
武汉大学基础医学院
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论文摘要:
目的:近年来我国育龄人口中不孕不育发生率已高达10%~15%, 而遗传因素是不孕不育的一大主因,尤其在男性中,由遗传因素(基因突变)导致的精子发生障碍约占 75%。本实验的目的即为系统阐明遗传因素在小鼠生殖细胞减数分裂过程中的作用机制,为人类不孕不育病因研究提供参考。
方法:采用创新的染色体蛋白纯化方法鉴定减数分裂调控蛋白,通过基于DNA同源重组途径的基因编辑技术构建动物模型,综合运用体内体外实验技术研究相关基因在减数分裂过程中的详细分子机制。
结果:鉴定得到51个减数分裂期染色体特异结合蛋白,其中17个蛋白之前已经被证实是减数分裂过程必不可少的调控蛋白。接着,对其中三个新发现蛋白功能进行了深入研究。 通过对 MEIOB 基因的研究显示,MEIOB蛋白具有DNA结合及单链外切酶活性,在减数分裂同源重组过程中MEIOB通过其DNA结合活性介导第二链捕获(Second End Capture)、通过其外切酶活性介导dHJs(double Holliday junctions) 形成前3’突出末端的降解,从而使DNA能无缝连接起来形成dHJs。对 SCML2 的研究发现在雄性生殖细胞性染色体小体(XY body)上SCML2通过招募去泛素化酶USP7来抑制表观遗传调控复合体PRC2对组蛋白H2A的泛素化。最后通过对SKP1 基因的研究显示,在卵细胞中SKP1的缺失导致减数分裂一期联会复合体提前解离、减数分裂中期染色体在赤道板上排列异常、虽有部分卵细胞能受精,但是都无法发育至囊胚期。
结论:通过创新的染色体蛋白纯化技术鉴定到了32个减数分裂调控新蛋白;通过对三个新鉴定基因的减数分裂调控功能研究建立起一套成熟的生殖发育调控研究模式;MEIOB、SCML2、SKP1三个基因序列在人类和小鼠中高度保守,相关研究为人类不孕不育致病机制研究提供了很好的参考,同时也为人类生殖障碍检测和生殖调控提供靶点。