近日，山东大学生命科学学院洪烨教授团队在国际综合生物学期刊PLOS Biology发表题为“Ubiquitin-proteasome system regulates pro-crossover protein dynamics during meiosis in Caenorhabditis elegans”的研究论文，揭示了泛素-蛋白酶体系统调控生殖细胞减数分裂交叉形成的重要机制。山东大学生命科学学院助理研究员张洪涛、博士研究生梁文清和硕士研究生李猛为本论文共同第一作者，洪烨教授为论文通讯作者。
减数分裂交叉形成是有性生殖生物产生生殖细胞的核心环节，维系遗传多样性并保障染色体精确分离，其异常会引发无精症、卵巢早衰、唐氏综合征等多种疾病，而交叉形成数量与分布调控的分子机制长期不明。此前研究提示泛素-蛋白酶体系统可能参与该过程，但其具体作用底物尚不清晰。
本研究以模式动物秀丽隐杆线虫为研究对象，通过性腺特异基因敲低结合DIA蛋白组学分析，发现泛素化修饰可调控促交叉蛋白的动态：在交叉形成过程中，调节其丰度和在交叉指定位点的聚集；在交叉形成后，促进其从染色体解离，由CDC-48UFD-1/NPL-4解离酶识别执行。进一步的遗传分析显示泛素-蛋白酶体系统可限制减数分裂交叉过度形成。最后，本研究系统鉴定了该过程中的直接泛素化蛋白，为深入解析泛素-蛋白酶体系统调控减数分裂交叉形成的分子网络奠定了重要基础。
综上，本研究揭示了一个泛素-蛋白酶体系统介导的多层次调控网络，阐明了其维持促交叉蛋白正常定位和动态解离、协调减数分裂交叉形成的核心作用。
广西科学院汪斌研究员为该研究提供了重要帮助。山东第一医科大学杨月军博士，山东大学博士研究生南稳丛、刘国腾，硕士研究生何蕾参与本研究相关工作。研究得到山东大学齐鲁青年学者、山东大学青年学者未来计划、国家自然科学基金、山东自然科学基金、江苏省自然科学基金、山东大学生命科学学院“双一流”建设创新基金资助。
论文链接：https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.3003868
