生物学家识别生殖交通警察

在卵子受精之前，一组染色体必须配对以传递遗传信息。这发生在每个生殖细胞内，其中雄性和雌性来源的单独染色体彼此相向移动并最终连接。爱荷华大学的生物学家发现了一种蛋白质，它可以调节雌性(母体)和雄性(父系)染色体链移动和配对的速度。在实验室测试中，研究人员了解到蛋白质的作用就像是对染色体运动的制动，特别是染色体加入和共享DNA的关键时刻，这对后代成功遗传其父母基因至关重要。

这些发现为动物生育能力的复杂步骤提供了新的见解，从基本生物到人类。它们还可以帮助生物学家更好地理解生殖中发生的缺陷，包括那些导致唐氏综合症的缺陷。该研究于本月在线发表在“ 细胞生物学杂志”上。

“据我们所知，这是第一项显示染色体运动负调节的重要性的研究......以及同源染色体之间的配对，”生物学副教授和该论文的通讯作者Sarit Smolikove写道。“这表明精确控制染色体运动对于这些过程的成功至关重要。”

研究人员在线虫(一种由科学家深入研究的蠕虫)中发现了一种叫做FKB-6的蛋白质，它的作用很像交通警察。FKB-6指示另一种蛋白质动力蛋白，它通过沿着连接到每条染色体的细丝移动，帮助这对蛋白质相互走向。当染色体链结合时，FKB-6可作为动力蛋白的制动器，减缓过程并确保不间断地共享DNA。

“染色体的运动很重要，因为你需要同步移动它们，”Smolikove说。“我们已经证明你不想过多或过于频繁地移动它们。你需要有时间加入细胞分裂才能正确完成。”

Smolikove将这个过程比作一个为孩子拉上外套的父母。如果孩子在父母试图拉上外套的时候抽搐，那么完成这个动作需要更长的时间; 更糟糕的是，拉链可能会断裂，这意味着外套根本没有拉链。同样，染色体链需要排列并有时间“拉上拉链”，这样就可以准确地交换遗传信息。

“在移动和停止之间应该保持平衡，”Smolikove说，“而FKB-6则是对这些行为进行管制的人。”

研究人员筛选了大约200种与线虫减数分裂(生殖细胞分裂)相关的蛋白质，因为他们试图确定哪些蛋白质最多地参与染色体运动，特别是在融合阶段。当FKB-6取消其功能时，他们确定了FKB-6的作用，导致染色体配对变得有些混乱：与FKB-6蛋白相比，突变染色体停顿的次数更少，方向更改，行程更远。

此外，研究人员发现，没有FKB-6的蠕虫细胞未能正常进行有丝分裂(当一个细胞形成两个与母细胞核染色体数相同的新细胞核时，繁殖的后期阶段)导致胚胎缺陷的比例很高。 。

人类有一种类似的蛋白质FKBP52，它也与稳定连接染色体的细丝密切相关。需要进一步测试以更精确地建立FKBP52在人类生殖中的作用。