一种含DNA的分离结构将细胞核膜与染色体连接,帮助蛔虫配对染色体

作者: aeks | 发布时间: 2025-10-13 09:59 | 更新时间: 2025-10-13 09:59

学科分类: 分子生物学 生物学 细胞生物学 遗传学

一种含DNA的分离结构将细胞核膜与染色体连接,帮助蛔虫配对染色体
一种含DNA的分离结构将细胞核膜与染色体连接,帮助蛔虫配对染色体

减数分裂是有性生殖生物产生生殖细胞的关键过程,其中同源染色体配对是确保染色体正确分离的重要前提,但其具体分子机制长期以来尚未明确。在秀丽隐杆线虫(一种常用模式生物)中,染色体配对中心(PC)及相关招募蛋白(如HIM-8、ZIM家族蛋白)被认为在同源染色体识别和配对中起重要作用。本研究以X染色体配对中心蛋白HIM-8为研究对象,深入探究了其在同源配对中的作用机制。

研究发现,HIM-8蛋白具有三个主要功能结构域:N端结构域、中间内在无序区(IDR)和C端锌指结构域。其中,C端锌指结构域能特异性结合PC的DNA序列,但在体内其与染色质的结合还需要N端结构域的协助;中间IDR则对PC与核膜(NE)的连接至关重要。实验表明,中间IDR在体外能发生相分离(一种分子通过弱相互作用形成浓缩区室的现象),且PC与核膜的连接可被1,6-己二醇(破坏弱疏水相互作用的试剂)可逆性破坏,提示这种连接依赖于相分离形成的区室。

进一步研究通过超分辨显微镜观察发现,HIM-8与核膜蛋白(如SUN-1、MJL-1)在减数分裂前期形成高度聚集的结构,该结构与染色体轴之间存在约0.25微米的距离,可能通过柔性的DNA或染色质连接。这种含DNA的相分离区室为同源染色体的识别提供了特定空间,研究推测同源DNA序列可能在该区室内通过直接相互作用实现同源识别。

综上,本研究揭示了一种新的机制:秀丽隐杆线虫中含DNA的相分离区室将核膜与染色体轴相连,通过弱相互作用动态调控PC与核膜的连接,进而促进同源染色体的配对。这一发现为理解减数分裂中同源识别的分子机制提供了新视角,表明相分离可能在生殖细胞形成过程中发挥重要作用。

DOI: 10.1126/sciadv.adw5764

标签: HIM-8蛋白 同源染色体配对 核膜 相分离区室 秀丽隐杆线虫