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联会复合体的组成、功能及遗传控制

遗传 2012年第2期34卷 167-176页

作者：谢文军史典义蔡泽熙陈晓阳金危危中国农业大学国家玉米改良中心农业部作物遗传改良基因组研究重点实验室北京100193 湖南农业大学农学院长沙410128

在多数有性生殖生物中,减数分裂第一次分裂前期同源染色体间会形成一种复杂的超级蛋白结构——联会复合体(Synaptonemal complex,SC)。该结构与同源染色体间的配对、联会、交换、分离等过程密切相关。若其出现异常,将可导致性母细胞大... 详细信息

在多数有性生殖生物中,减数分裂第一次分裂前期同源染色体间会形成一种复杂的超级蛋白结构——联会复合体(Synaptonemal complex,SC)。该结构与同源染色体间的配对、联会、交换、分离等过程密切相关。若其出现异常,将可导致性母细胞大量凋亡,宏观上即表现为生物个体不育。近年来,该结构已成为减数分裂研究领域的一个热点,但其控制机理至今所知还十分有限。文章对联会复合体的组成、功能及其遗传控制等情况进行概述,并对其未来的研究进行探讨和展望。

关键词：联会复合体同源匹配配对重组减数分裂不育

线虫减数分裂联会复合体组装单元的替换调控及其意义

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线虫减数分裂联会复合体组装单元的替换调控及其意义

作者：付婷婷山东师范大学

学位级别：硕士

在减数分裂前期,同源染色体发生配对和联会。一种梯子状的超分子蛋白结构组装于完成配对的同源染色体之间,称为联会复合体,其形成是减数分裂前期的一个标志性事件。在多个物种中的研究表明,联会复合体并不是一种静态的结构,而在减数分... 详细信息

在减数分裂前期,同源染色体发生配对和联会。一种梯子状的超分子蛋白结构组装于完成配对的同源染色体之间,称为联会复合体,其形成是减数分裂前期的一个标志性事件。在多个物种中的研究表明,联会复合体并不是一种静态的结构,而在减数分裂前期具有动态变化的特征,且其动态属性受到其他减数分裂事件的调控。联会复合体在结构和功能上具有高度的保守性,能通过稳定同源染色体的配对来促进同源染色体之间的重组和遗传交叉的形成。遗传交叉的形成不仅有助于实现后代的遗传多样性,而且在配对的同源染色单体之间提供了必要的物理连接,促进它们在减数分裂中期的排列和后期的精确分离。在人类中,联会复合体的组装异常与不育、流产、出生缺陷等疾病密切相关,因此研究联会复合体的调节机制对人类生殖健康具有重要的意义。然而,联会复合体的组装及动态变化如何受到其他减数分裂事件的精细调控仍有待于阐明。秀丽隐杆线虫是研究减数分裂调控机制的一种独特的模式生物。本实验室先前的研究工作在秀丽隐杆线虫中发现了两个新的联会复合体中间组分SYP-5和SYP-6,它们在序列上具有高度的相似性,被认为是旁系同源蛋白。SYP-5和SYP-6在减数分裂前期具有不同的表达趋势,两者均在减数分裂进入后就被招募至染色体上,SYP-5的信号随着减数分裂的进行在粗线期晚期达到最强,随后逐渐解聚并在终变期晚期从染色体上消失;SYP-6在染色体上的结合则只维持到粗线期中期,在粗线期晚期及此后阶段的染色体上消失。生化分析表明SYP-5和SYP-6分别与其他SYP蛋白通过稳定相互作用形成两种不同的联会复合体组装单元,在减数分裂前期不同阶段参与联会复合体的组装、维持与解聚过程,使减数分裂得以正常进行。SYP-5和SYP-6表达趋势的差异暗示联会复合体组装单元在减数分裂进程中发生替换,但这种替换被何种事件调控,以及这种替换的生物学意义是什么仍不清楚。在该项研究工作中,我们首先对线虫配对蛋白HIM-8进行免疫荧光染色分析了SYP-5和SYP-6缺失对同源染色体配对的影响。分析结果表明,syp-5缺失突变一定程度上降低了同源染色体间的配对,而syp-6缺失突变对同源配对发生的频率没有显著性影响。进一步地,我们利用一系列突变体线虫株分析了配对和联会缺陷、同源重组缺陷、以及调控减数分裂进程的关键激酶的缺失对联会复合体组装单元替换的影响。我们发现配对蛋白HIM-8（介导性染色体配对）或ZIM-3（介导I号和IV号染色体配对）的突变所导致的部分染色体配对和联会缺陷延长了SYP-6在染色体上的维持,暗示这种缺陷导致组装单元替换的延迟。在缺失SPO-11的突变体线虫中,同源重组不能起始和进行,SYP-6在粗线期染色体上的维持同样延迟,暗示同源重组缺陷影响了组装单元的替换。类似地,SYP-6在粗线期染色体上的维持也受到PLK-2激酶的影响,暗示磷酸化修饰也参与了组装单元的替换调控。为了进一步研究组装单元替换所具有生物学意义,我们分析了不同突变体背景下联会复合体的属性差异。我们首先分析了不同组装单元在轴组分HTP-3缺失的条件下形成聚集体（polycomplex）的能力。该分析结果表明,SYP-5介导形成的组装单元具有很强的聚集体形成的属性,而SYP-6介导形成的组装单元则缺乏这种属性。进一步地,通过对线虫生殖腺进行1,6-己二醇处理,我们发现syp-5和syp-6突变体中的联会复合体对1,6-己二醇的敏感性存在差异,进一步说明这些突变体中的联会复合体的属性存在差异。利用1,6-己二醇敏感性分析,我们还发现了PLK激酶对联会复合体属性同样发挥着重要的调控作用。这些结果表明,联会复合体组装单元的替换可能是实现联会复合体属性变化调控的重要机制,而联会复合体的属性变化则可能对减数分裂进程发挥着重要的协同作用。总结来说,我们研究了线虫中调控SYP-5和SYP-6介导形成的联会复合体组装单元替换的因素,发现联会缺陷、同源重组缺陷和PLK激酶会调控组装单元的替换。组装单元的替换、PLK-2激酶的缺失以及SPO-11的突变有助于联会复合体属性变化的调控,实现减数分裂事件的协同调控和完成。这些发现揭示了联会复合体动态调控的新机制,为了解其他物种及人的减数分裂调控机制提供了新的思路。

关键词：减数分裂联会复合体的组装单元联会复合体的动态性联会复合体

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联会复合体:减数分裂的结构基础

生理学报 2020年第1期72卷 84-90页

作者：蒋涵玮江小华叶经纬史庆华中国科学技术大学附属第一医院中国科学技术大学生命科学学院中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家科学中心合肥230027

减数分裂是有性生殖生物产生单倍体配子的特殊分裂方式,其第一次分裂(减数分裂I)过程中同源染色体的行为是最突出的特征。在减数分裂I,同源染色体间形成的联会复合体通过促进和调控程序性DNA双链断裂的形成和修复,确保同源染色体正确的... 详细信息

减数分裂是有性生殖生物产生单倍体配子的特殊分裂方式,其第一次分裂(减数分裂I)过程中同源染色体的行为是最突出的特征。在减数分裂I,同源染色体间形成的联会复合体通过促进和调控程序性DNA双链断裂的形成和修复,确保同源染色体正确的识别、配对、重组和分离,从而为减数分裂I的顺利完成提供保障。本综述对联会复合体的组成和功能研究进展进行了回顾,探讨了联会复合体的组装如何影响程序性DNA双链断裂的修复和交叉互换的形成,并总结了与人类生殖障碍相关的联会复合体成分突变,还对该领域未来研究方向进行了展望。

关键词：减数分裂同源染色体联会复合体人类不育

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联会复合体——原发无精症发病中的重要角色

遗传 2006年第2期28卷 231-235页

作者：张炜张思仲阿周存四川大学华西医院医学遗传研究室/生物治疗国家重点实验室成都610041

联会复合体(synaptonemalcomplex,SC)是一种减数分裂特异性超分子蛋白质结构,与减数分裂Ⅰ中同源染色体的凝缩、配对、重组和分离密切相关。近年来,联会复合体的研究取得了一系列重要的进展,包括在其组成成分和功能上的一些新发现。在... 详细信息

联会复合体(synaptonemalcomplex,SC)是一种减数分裂特异性超分子蛋白质结构,与减数分裂Ⅰ中同源染色体的凝缩、配对、重组和分离密切相关。近年来,联会复合体的研究取得了一系列重要的进展,包括在其组成成分和功能上的一些新发现。在小鼠不育模型中联会复合体及其编码基因的异常可引起精子发生障碍。更重要的是,联会复合体编码基因之一SCP3单个碱基缺失导致的无精症已在人类原发不育患者中得到证实。对联会复合体基因SCP1的进一步研究也正在进行之中。

关键词：联会复合体减数分裂原发无精症

联会复合体蛋白SYCP2 C-末端的表达、结晶及晶体初步分析

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南开大学学报（自然科学版） 2017年第6期50卷 43-47页

作者：冯建荣南开大学生命科学学院天津300071

联会复合体蛋白2(SYCP2)作为减数分裂过程中表达的特异性蛋白,是联会复合体轴向组分之一.许多研究表明SYCP2对联会复合体正确组装/去组装可能起着重要作用,尤其是C末端,但具体机制尚不清楚.对鼠源的SYCP2-CTR进行了表达、纯化并用坐滴... 详细信息

联会复合体蛋白2(SYCP2)作为减数分裂过程中表达的特异性蛋白,是联会复合体轴向组分之一.许多研究表明SYCP2对联会复合体正确组装/去组装可能起着重要作用,尤其是C末端,但具体机制尚不清楚.对鼠源的SYCP2-CTR进行了表达、纯化并用坐滴气相扩散法进行了结晶和优化.在日本PEK收集了1套分辨率为0.4 nm的数据.晶体的空间群为C2,晶胞参数a=16.325 1,b=7.426,7 c=14.823 nm;α=γ=90?,β=119.464?.1个不对称单位4个分子,其溶剂量约为46%.

关键词： SYCP2 联会复合体减数分裂结晶

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男性育性障碍与联会复合体异常的关系

遗传 2005年第5期27卷 819-827页

作者：刘静宇代小华曾宪录张传善郝水宋运淳武汉大学植物发育生物学教育部重点实验室武汉430072 河南大学生命科学学院开封475001 东北师范大学遗传与细胞研究所长春130024

据有关资料统计,男人中大约11%育性有障碍,其中由遗传因素引起的男性不育占居首位,包括染色体异常、微小缺失和基因突变等3类。研究表明,男性染色体畸变与精子发生失败或受孕浪费现象密切相关。联会复合体(synaptonemal complex SC)分... 详细信息

据有关资料统计,男人中大约11%育性有障碍,其中由遗传因素引起的男性不育占居首位,包括染色体异常、微小缺失和基因突变等3类。研究表明,男性染色体畸变与精子发生失败或受孕浪费现象密切相关。联会复合体(synaptonemal complex SC)分析为揭示二者之间的关系提供了证据。文章结合近年来SC在男性不育症诊断中的应用和我们在这方面的研究结果,对男性育性障碍与SC异常的关系进行了以下5个方面的评述和讨论。(1)XY-二价体与重排染色体联合,干扰或影响X染色体的正常功能,从而干扰精子发生。(2)重排染色体在断裂点处广泛的不配对,引起精子发生失败。(3)SC粉碎化、侧生组分膨化、配对紊乱导致精子发生失败。(4)重排染色体直接的异源配对导致不平衡配子的产生而出现受孕浪费。(5)SC蛋白基因的突变引起SC超微结构的变化导致男性不育。

关键词：人类男性育性障碍联会复合体

一位46,XY,t(11;18)平衡易位携带者的联会复合体分析

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Acta Genetica Sinica 2004年第2期31卷 125-131页

作者：刘静宇王晓然曾宪录张传善宋运淳武汉大学植物发育生物学教育部重点实验室南阳市计划生育研究所南阳473000 东北师范大学遗传与细胞研究所长春130024

运用表面铺展联会复合体 (synaptonemalcomplex ,SC)的电镜技术对一位 46,XY ,t(11;18)平衡易位携带者性细胞进行SC观察 ,分析了 3 0个精母细胞 (从早粗线期→晚粗线期 )中SC图象 ,这些精母细胞中均显示了 1个性二价体、2 0个常染色体... 详细信息

运用表面铺展联会复合体 (synaptonemalcomplex ,SC)的电镜技术对一位 46,XY ,t(11;18)平衡易位携带者性细胞进行SC观察 ,分析了 3 0个精母细胞 (从早粗线期→晚粗线期 )中SC图象 ,这些精母细胞中均显示了 1个性二价体、2 0个常染色体二价体 (SC)和 1个四价体。对其中的 2 1个四价体配对行为进行分析 ,发现有 2 0个四价体发生部分异源配对 ,其中 4、14和 2个四价体分别发生在早、中和晚粗线期 ,发生在早粗线期的异源配对是一种直接的异源配对 ,与以前报道的发生在晚粗线期经联会调整的异源配对不同。并对该患者发生生殖失败的机制进行了讨论。

关键词： 46,XY,t(11 18)平衡易位携带者生殖失败联会复合体

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联会复合体的硝酸银染色技术

解剖学杂志 2002年第3期25卷 296-298页

作者：牛新华高宗华滨州医学院生物学教研室化学教研室滨州256603

联会复合体是减数分裂前期Ⅰ出现的一种核内非永久性细胞器,与同源染色体联会、交换、重组、分离有着密切的关系,早期研究联会复合体是通过减数分裂前期细胞连续超薄切片进行三维重组.这种方法费时费力,观察细胞数目有限,不仅不能用光... 详细信息

联会复合体是减数分裂前期Ⅰ出现的一种核内非永久性细胞器,与同源染色体联会、交换、重组、分离有着密切的关系,早期研究联会复合体是通过减数分裂前期细胞连续超薄切片进行三维重组.这种方法费时费力,观察细胞数目有限,不仅不能用光镜观察,而且在一张超薄切片上不可能观察到一条完整的联会复合体,更谈不上一整套联会复合体.

关键词：联会复合体硝酸银染色技术

联会复合体技术及其在辐射细胞遗传学中的应用

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国外医学（放射医学核医学分册） 1992年第4期16卷 149-152页

作者：姜杰蔡露金玉珂白求恩医科大学放射医学研究所

联会复合体是减数分裂前期同源染色体之间形成的一种蛋白质结构.联会复合体分析是检测染色体畸变的一种新的灵敏方法.本文对联会复合体结构、化学组成及特性作一综述,重点介绍联会复合体技术在辐射细胞遗传学中的应用.

关键词：联会复合体放射医学细胞遗传学