哺乳动物卵子减数分裂纺锤体检验点和染色体分离机制研究

在减数分裂中，连续进行两轮细胞分裂和染色体分离，而只伴有一次染色体复制，这样染色体的数目减半并产生单倍体配子。同源染色体在第一次减数分裂中期后期转化时彼此分离，而姐妹染色单体在第二次减数分裂中期后期转化时彼此分离。在此过程中发生任何错误将导致非整倍性配子的产生。我们将采用小鼠卵母细胞中蛋白过表达、RNAi、卵子特异性基因剔除、活细胞观察等方法，从三个方面研究减数分裂中染色体正确分离的分子机制，即纺锤体检检验点如何控制减数分裂中期/后期转化、为什么姐妹染色单体在第一次减数分裂时没有彼此分离，以及老化卵子中检验点功能及其改进。总体目标是阐明胚胎非整倍性产生原因，为减少流产和出生缺陷、改进辅助生殖技术提供知识基础。

在减数分裂中，连续进行两轮细胞分裂和染色体分离，而只伴有一次染色体复制，这样染色体的数目减半并产生单倍体配子。同源染色体在第一次减数分裂中期后期转化时彼此分离，而姐妹染色单体在第二次减数分裂中期后期转化时彼此分离。在此过程中发生任何错误将导致非整倍性配子的产生。.采用小鼠卵母细胞中蛋白过表达、RNAi、卵子特异性基因剔除、活细胞观察等方法，我们系统地研究了控制卵母细胞减数分裂细胞周期进程、纺锤体组装和染色体分离的机制，尤其是纺锤体检检验点控制减数分裂中期/后期转化、姐妹染色单体在第一次减数分裂不分离的机制，以及老化卵子中检验点功能及其改进。我们利用卵母细胞特异性基因剔除技术，研究了DDB1/VPRBP、Cdc42、Survivin、PP2A、PP6，LKB1等10多种基因在卵子发生、减数分裂启动和纺锤体组装、染色体与微管相互作用、纺锤体迁移及染色体分离、以及极体排放中的作用。至少发现有6种卵母细胞特异性基因剔除小鼠出现卵子发生、卵子减数分裂染色体分离异常，表现为不育或严重亚生育力，并深入研究了相关机制。利用knock down和过表达以及活细胞观察等技术研究了多种纺锤体检验点蛋白、SET、BuB1、Chk1、septin7等在小鼠卵母细胞减数分裂纺锤体组装、染色体分离和不对称减数分裂中的作用。尤其是发现纺锤体检验点蛋白控制减数分裂染色体精确适时分离；SET蛋白与Shuogoshin及PP2A相互作用，进而正确地实施对着丝点Cohesin的保护调节作用，保证减数分裂过程中同源染色体和姐妹染色单体的正确分离。发现纺锤体检验点的表达异常是造成卵子老化染色体分离异常的重要吗原因。这些发现对于阐明卵子和胚胎非整倍性产生原因，为减少流产和出生缺陷、改进辅助生殖技术提供了重要知识基础。.项目执行期间在Science、Mol Aspects Med、Semin Cell Dev Biol、J Cell Sci、Mol Biol Cell、Cell Cycle、Biol Reprod等杂志发表论文73篇。获得部级一等奖1项。