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程祝宽研究组在植物减数分裂纺锤体组装研究中取得新进展

  减数分裂过程中,纺锤体的正确组装对于同源染色体的准确分离极其重要。但是,不同物种间纺锤体组装的机制并不保守。哺乳动物,线虫,和果蝇中对纺锤体的组装机制研究较为深入。然而对于植物性母细胞减数分裂过程中纺锤体组装的机制研究还十分缺乏。 

 

  中国科学院遗传与发育生物学研究所程祝宽研究组通过图位克隆方法,鉴定出了水稻中的PRD1基因,其编码一个保守的减数分裂蛋白,介导了减数分裂特异DSB的形成。有趣地是prd1突变体中,花粉母细胞纺锤体组装异常,多极纺锤体不能转变为正常的两极纺锤体。免疫荧光实验表明,PRD1蛋白在染色体上呈现动态变化的定位模式。在减数分裂起始的细线期定位在整条染色体上,而继后逐渐富集在每条染色体的着丝粒区域。PRD1能够与动粒蛋白组分存在相互作用,暗示其可能在动粒复合体组装过程中发挥重要功能。并且,PRD1REC8SGO1发生相互作用,从而参与减数分裂纺锤体的组装。相关结果为染色体介导的植物减数分裂纺锤体组装理论提供了直接证据。 

 

  该论文于202119日在New phytologist杂志上在线发表(DOI:10.1111/nph.17178)。程祝宽研究组博士后石文清为该文章的第一作者,程祝宽研究员和沈懿助理研究员为共同通讯作者。相关研究得到中国科学院战略性先导专项A、国家自然科学基金等项目的资助。 

 

图:PRD1促进减数分裂两极纺锤体的组装(左);PRD1在染色体上的动态定位(右)