TRF1 等蛋白在花束期促进端粒与核膜的锚定并防止他们之间的融合

端粒是存在于真核细胞染色体末端的一小段 DNA- 蛋白质复合体，对于保持染色体的完整性和控制细胞分裂周期具有不可替代的作用。端粒长度反映细胞复制史及复制潜能，被称作细胞寿命的“有丝分裂钟”。端粒在减数分裂过程中发挥重要作用，减数分裂前期存在一个特殊的时相——花束期。此时，端粒聚集在细胞核内特定的区域，形成类似花束的结构，其对于程序性 DSB 的修复、同源染色体的联会，以及同源重组的发生具有重要作用。花束期的端粒之间彼此靠近，构成一个异常拥挤的微环境，导易发生黏连。但对于减数分裂过程中端粒末端的保护机制的研究尚未有报道。

近日，*动物研究所李卫研究组利用 TRF1 敲除小鼠模型研究发现，TRF1 作为端粒保护蛋白的成分之一，直接参与到端粒末端向核膜的锚定以及端粒完整性的保护过程中，在精发生过程中发挥重要作用。研究显示，Trf1 的敲除导致雄性小鼠不育，睾变小且几乎没有成熟子产生，这与临床上的无精症高度相似。组织学检测发现，Trf1 敲除的小鼠睾中生殖细胞大量丢失，凋亡细胞明显增多。机制研究发现，TRF1 的缺失破坏端粒末端与核膜的锚定，从而严重影响程序性 DSB 的修复，同源染色体的配对、联会以及同源重组过程，使大量的减数分裂细胞阻滞在减数分裂前期的粗线期；同时 TRF1 的缺失引起端粒末端的粘连，染色体分离异常，减数分裂进一步阻滞在减数分裂的中期，zui终导致生殖细胞大量凋亡。该研究揭示了端粒相关蛋白在减数分裂过程中发挥两方面作用，一是介导端粒向内核膜的锚定，二是发挥端粒末端保护的作用，防止染色体末端黏连的发生。进一步研究发现，TRF1、Speedy A 和 CDK2 均可以同时参与到这两个过程当中。TRF1 通过 Speedy A 这个支架蛋白，与 CDK2 间接结合，从而将端粒直接锚定在内核膜上，促进减数分裂正常进行，并发挥端粒末端保护的作用，从而揭示减数分裂过程中花束期这一特定时相端粒保护的*新机制。

该研究由动物所、瑞典哥德堡大学和山东大学生殖医学中心共同完成。