植物减数分裂过程中DNA双链断裂位点基因沉默的分子机制

减数分裂是真核生物有性生殖所必需的一种特殊的细胞分裂方式，最终产生单倍体配子。减数分裂重组是减数分裂的核心事件，其起始于保守的DNA拓扑异构酶复合体 （SPO11-1/SPO11-2/MTOPVIB） 介导DNA双链断裂 （DSB） 的产生。减数分裂同源染色体重组除了创造新的等位基因组合，既确保了生物世代间遗传物质在稳定传递，又增加了后代的遗传多样性。在酵母、哺乳动物和植物的研究中发现减数分裂DSB沿染色体的分布并非随机，会优先发生在一些小区域 (~1-2kb) ，被称为DSB热区，其具有显著的表观遗传修饰和基因组特征。植物中发现组蛋白修饰，如H3K4me3、H3K36me3、组蛋白变体H2A.Z等在热区富集。出芽酵母和植物中都表明DSB倾向发生在基因的转录起始位点 （TSS） ，伴随着低核小体密度，暗示了DSB通常发生在具有转录活跃特征的染色体开放区域。有趣的是，DSB位点上的基因转录和DNA修复呈现负相关，而植物减数分裂过程中DSB位点上的基因转录状态及其调控机制还未有报道。

近日，复旦大学/华南农业大学/岭南现代农业生物与技术广东省实验室王应祥课题组在PNAS在线发表了题为DNA polymerase epsilon interacts with SUVH2/9 to repress the expression of genes associated with meiotic DSB hotspot in Arabidopsis的研究论文，揭示了植物减数分裂过程中DNA双链断裂 （DSB） 位点基因沉默的分子机制，揭示了DNA聚合酶epsilon （POL ε） 和SUVH2/9在减数分裂细胞中不同于体细胞中的新功能。