近日，Life Science Alliance在线发表了江南大学未来食品科学中心减数分裂染色体分布课题组的研究成果“Acetylation of Rec8 cohesin complexes regulates reductional chromosome segregation in meiosis” (Li et al., Life Science Alliance. 2024, 7 (6))，第一作者为2021级硕士李自强。
在裂殖酵母的有丝分裂中，乙酰转移酶Eso1对建立姐妹染色体黏连和正确的染色体分离起到了一个关键的作用。Eso1乙酰化黏连蛋白（Cohesin）复合物亚基Psm3中两个保守的第105位（K105）和第106位（K106）赖氨酸残基。虽然Eso1也促进减数分裂中的单向分离，但是背后的分子机制仍然存在争议。减数分裂特异性的动粒蛋白Moa1（Meikin）可能通过协助Rec8黏连蛋白复合物促进姐妹体着丝粒区黏连的建立，从而在减数第一次分裂时促进姐妹染色体动粒的单向分离。
本研究纯化了位于着丝粒上的减数分裂特异性Rec8黏连蛋白复合物，并进行了质谱分析。发现了一个新的乙酰化位点：Psm3-K1013，该位点在很大程度上依赖于Moa1，并且该位点与黏连建立相关的经典乙酰化位点Psm3-K105、Psm3-K106一样，在真核生物中高度保守。
在两条同源染色体中的一条上标记imr1::GFP的减数分裂染色体分离实验显示，Psm3乙酰化缺陷突变体在减数第一次分裂过程中造成姐妹染色体动粒严重的单向性缺陷；从而导致姐妹染色体均等分离而不是单向分离，且该缺陷被wpl1+敲除所抑制，表明黏连蛋白的乙酰化可以抑制黏连蛋白释放因子Wpl1的功能。最后，对着丝粒区（imr1::GFP）和染色体臂上（cut3::GFP）的黏连缺陷的观察表明，黏连蛋白的乙酰化对整个染色体区域的黏连建立发挥着关键作用。这些结果也解释了psm3-K105R/K106R/K1013R突变体的动粒单向性（单向分离）缺陷要比moa1+敲除突变体更严重的原因。由此得出结论：黏连蛋白的乙酰化在减数分裂的染色体分离中发挥着重要的作用，尤其是在建立姐妹染色体动粒的单向性方面。
上述研究工作得到了国家重点研发计划（2017YFC1600403）、国家自然科学基金（重点项目31830068）、江苏省创业创新人才（JSSCRC2021495）等项目的资助。
图1 从减数分裂细胞中纯化着丝粒黏连蛋白复合物
图2 裂殖酵母在减数分裂过程中的染色体分离
图3 imr1:GFP的分离图案
（编辑：潘梦妍）
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