PRDM9 KRAB结构域在减数分裂DSB位点决定中的作用

丁健¹ 林震² 童明汉^1,2*

(¹国科大杭州高等研究院生命与健康科学学院, 浙江省系统健康科学重点实验室, 杭州 310024; ²中国科学院分子细胞科学卓越创新中心, 分子生物学国家重点实验室, 上海市分子男科学重点实验室, 上海 200031)

摘要 :

同源重组是减数分裂过程中的关键步骤, 对确保同源染色体正确分离和遗传多样性都有重要意义。重组位点并非随机分布于基因组中, 而是被限定在特殊区域, 被称为重组热点。在大多数哺乳动物中减数分裂重组位点的决定是由PRDM9介导的。PRDM9首先识别染色体上的特异结合序列, 然后催化序列附近核小体的H3K4me3修饰, 从而指导SPO11产生程序性的DNA双链断裂。PRDM9主要包括三个保守的结构域: 锌指结构域, 负责特异性DNA结合; PR/SET结构域, 催化H3K4me3修饰; 以及KRAB结构域, 其功能目前尚不清楚。该研究发现PRDM9的KRAB结构域特异敲除小鼠表现为减数分裂前期I阻滞。在机制上, KRAB结构域特异敲除导致H3K4me3无法在重组热点上形成, 继而导致DNA双链断裂产生于基因启动子区域而非重组热点区域。因此, KRAB结构域为PRDM9的组蛋白H3K4甲基转移酶活性所必需。