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减数分裂I期间染色体的忠实分离需要对同源染色体间重组进行严格调控。在出芽酵母中，减数分裂染色体轴由含Rec8的黏连蛋白复合体以及Red1和Hop1共同构建，作为调控减数分裂重组的核心平台，参与从程序性DNA双链断裂（DSB）形成到检查点信号传导和染色体分离的多个过程；然而，黏连蛋白如何招募染色体轴蛋白仍不清楚。在本研究中，我们鉴定出Red1中一个保守的黏连蛋白互作基序（CIM），该基序可直接结合Rec8。AlphaFold3建模预测，Red1-CIM形成一段短的α-螺旋，并嵌入Rec8羧基末端翼状螺旋结构域内一个保守的疏水口袋中；这一预测结果得到了生化实验的证实。破坏Red1-CIM优先削弱了Red1向Rec8依赖性染色体区域的招募，而其在Rec8非依赖性区域中的相对富集得以保留，从而导致Rec8依赖性区域中的DSB形成减少。Red1-CIM突变还降低了交叉互换形成频率，增加了染色体错误分离，并降低了孢子存活率。值得注意的是，这种孢子致死效应超过了根据DSB形成减少所预测的程度。与此一致，red1-CIM突变体无法激活减数分裂检查点激酶Mek1。最后，我们提供了进化、结构和生化证据，表明这种Red1-Rec8相互作用在真菌和植物中具有保守性。综上，这些发现揭示了一个直接的分子桥梁，将黏连蛋白与减数分裂期间的染色体轴组织、DSB的空间调控以及检查点信号传导联系起来。
减数分裂 I 期间忠实的染色体分离需要对同源染色体间重组进行严格调控。在芽殖酵母中，由含 Rec8 的黏连蛋白复合体以及 Red1 和 Hop1 构成的减数分裂染色体轴，作为调控减数分裂重组的核心平台，参与从程序性 DNA 双链断裂（DSB）形成，到检查点信号传导和染色体分离的整个过程；然而，黏连蛋白如何招募染色体轴蛋白仍不清楚。在本研究中，我们鉴定出 Red1 中一个保守的黏连蛋白互作基序（CIM），可直接结合 Rec8。AlphaFold3 模型预测，Red1-CIM 形成一段短 α-螺旋，并嵌入 Rec8 C 端翼状螺旋结构域内一个保守的疏水性口袋中；这一预测得到了生化实验的证实。破坏 Red1-CIM 后，Red1 向 Rec8 依赖性染色体区域的募集受到优先影响，而其在 Rec8 非依赖性区域中的相对富集得以保留，从而导致 Rec8 依赖性区域中的 DSB 形成减少。Red1-CIM 突变还会降低交叉互换形成率、增加染色体错误分离，并降低孢子存活率。值得注意的是，这种孢子致死效应超过了仅依据 DSB 形成减少所预测的程度。与此一致，red1-CIM 突变体无法激活减数分裂检查点激酶 Mek1。最后，我们从进化、结构和生化层面提供了证据，表明这种 Red1-Rec8 相互作用在真菌和植物中具有保守性。综上，这些发现界定了一座直接的分子桥梁，将黏连蛋白与减数分裂期间的染色体轴组织、DSB 的空间调控以及检查点信号传导联系起来。
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.03.736430v1?rss=1
🏷️ 减数分裂 染色体轴 黏连蛋白复合体 DNA双链断裂 Mek1检查点激活 Red1-Rec8相互作用