生殖医学王顺心教授课题组原创研究成果在Cell发表
  • 时间:2020-06-25
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  中新网山东新闻3月15日电(房超)3月15日,山东大学生殖医学研究中心在减数领域取得重大突破,研究成果“Per-nucleus crossover covariation and implications for evolution”发表于国际权威学术杂志Cell。该研究发现并解析了交叉重组频率在同一减数细胞的不同染色体之间协同变化这一重组调控新机制,揭示其在生物进化适应中的重要作用,并且为深入研究染色体结构与重组之间的关系及重组对生物进化适应的影响,提供了新思路。生殖医学研究中心王顺心教授为该文章的第一兼共同通讯作者,张亮然教授为共同通讯作者,山东大学为第一作者单位和通讯作者单位。

  减数是有性生殖的必经过程。精子和卵细胞必须经过减数才能产生。减数过程要发生同源染色体配对、联会和重组等复杂的事件。山东新闻网交叉重组(crossover)是减数的核心事件。交叉重组建立同源染色体之间的物理连接,保证染色体正确分离;同时会引起双亲遗传物质相互交换,增加物种的遗传多样性。如果交叉重组不能形成或者其数目/分布异常,则会导致配子无法形成或产生异常配子。但是,人们对减数交叉重组调控的分子机制,及其在生物进化适应中的意义,还缺乏深入了解。

  王顺心教授与张亮然教授等,对人及多种真核生物减数交叉重组进行研究发现,同一细胞内各条染色体之间在重组频率上存在协同变化。即同一细胞内如果一条染色体具有较高(低)的重组频率,那么该细胞内其余每条染色体都倾向于具有较高(低)的重组频率,最终导致该细胞具有较高(低)的重组频率。进而揭示,不同染色体之间交叉重组频率的协同变化,源于染色体轴长度的协同变化。交叉重组频率的协同变化增加了不同减数细胞之间及由其产生的不同配子之间重组频率的差异。具有较高重组频率的配子含有较多新的基因组合,由其产生的个体将获得更多新的性状,在环境改变时具有更好的适应能力;具有较低重组频率的配子能保持亲本的有益性状,由其产生的个体在环境稳定时能更好地生存繁衍。

  这是王顺心教授和张亮然教授在Cell杂志联合发表的第2篇减数研究论文。2017年3月,两位教授在Cell杂志发表了题为“Inefficient crossover maturation underlies elevated aneuploidy in human female meiosis”的原创论文,发现女性减数存在特异的“交叉重组成熟缺陷”,并阐明该“缺陷”是造成女性高频率的染色体分离错误,进而导致高频率的非整倍体卵细胞和胚胎的根本原因,被F1000评为女性减数染色体错误分离机制研究的重大突破(a major breakthrough)。两位教授的研究成果再次发表于Cell,标志着他们在减数领域的研究走在国际前列。

  王顺心,山东大学生殖医学研究中心教授,山东大学“齐鲁青年学者”,山东省“泰山学者”青年专家。主要从事减数分子机制,以及减数异常导致的不孕不育分子机理的研究。

  张亮然,山东大学生殖医学中心教授。主要从事减数同源重组的分子机制、染色体不稳定性的分子机制等研究。

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