端粒是存在於真核細胞染色體末端的一小段DNA-蛋白質複合體，對於保持染色體的完整性和控制細胞分裂週期具有不可替代的作用。端粒長度反映細胞複製史及複製潛能，被稱作細胞壽命的“有絲分裂鐘”。端粒在減數分裂過程中發揮重要作用，減數分裂前期存在一個特殊的時相——花束期。此時，端粒聚集在細胞核內特定的區域，形成類似花束的結構，其對於程式性DSB的修復、同源染色體的聯會，以及同源重組的發生具有重要作用。花束期的端粒之間彼此靠近，構成一個異常擁擠的微環境，導致極易發生黏連。但對於減數分裂過程中端粒末端的保護機制的研究尚未有報道。

　　近日，中國科學院動物研究所李衛研究組利用TRF1敲除小鼠模型研究發現，TRF1作為端粒保護蛋白的成分之一，直接參與到端粒末端向核膜的錨定以及端粒完整性的保護過程中，在精子發生過程中發揮重要作用。研究顯示，Trf1的敲除導致雄性小鼠不育，睪丸變小且幾乎沒有成熟精子産生，這與臨床上的無精子症高度相似。組織學檢測發現，Trf1敲除的小鼠睪丸中生殖細胞大量丟失，凋亡細胞明顯增多。機制研究發現，TRF1的缺失破壞端粒末端與核膜的錨定，從而嚴重影響程式性DSB的修復，同源染色體的配對、聯會以及同源重組過程，使大量的減數分裂細胞阻滯在減數分裂前期的粗線期;同時TRF1的缺失引起端粒末端的粘連，染色體分離異常，減數分裂進一步阻滯在減數分裂的中期，最終導致生殖細胞大量凋亡。該研究揭示了端粒相關蛋白在減數分裂過程中發揮兩方面作用，一是介導端粒向內核膜的錨定，二是發揮端粒末端保護的作用，防止染色體末端黏連的發生。進一步研究發現，TRF1、Speedy A和CDK2均可以同時參與到這兩個過程當中。TRF1通過Speedy A這個支架蛋白，與CDK2間接結合，從而將端粒直接錨定在內核膜上，促進減數分裂正常進行，併發揮端粒末端保護的作用，從而揭示減數分裂過程中花束期這一特定時相端粒保護的獨特新機制。

　　該研究由動物所、瑞典哥德堡大學和山東大學生殖醫學中心共同完成。1月8日，相關研究結果日發表在Cell Death and differentiation上。研究工作受到了科技部“國家重點研發計劃”重點專項、國家自然科學基金等的資助。

來源： 中國科學院網站    | 作者：    | 責編：李斌    審核：張淵

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