研究人员使用TurboID在拟南芥中发现新的减数分裂蛋白

减数分裂重组确保了育种过程中的遗传变异。在减数分裂前期I期间，染色体通过称为减数分裂染色体轴的蛋白质结构组织在环基阵列中，这对于减数分裂重组和遗传多样化的配子至关重要。由IPKLeibnizInstitute领导的一个国际研究小组报告了基于TurboID的方法在拟南芥减数分裂染色体轴附近识别蛋白质的应用。发现了已知的和新的减数分裂蛋白。结果发表在《自然植物》杂志上。

在减数分裂期间，通过减数分裂重组在同源染色体之间重新排列遗传信息，从而产生可变配子，从而在后代中产生遗传变异。减数分裂重组发生在减数分裂染色体轴的背景下，减数分裂染色体轴是一种蛋白质结构，姐妹染色单体在前期I期间排列在环基阵列中。跨生物体的数据表明减数分裂染色体轴作为减数分裂重组的支架。

在模型植物拟南芥中，轴相关蛋白ASY1和ASY3对于突触和减数分裂重组至关重要。“由于ASY1和ASY3等轴蛋白对减数分裂保真度(包括交叉的频率和分布)的关键作用，进一步深入了解植物减数分裂染色体轴的组成和调控很有意义，”IPK的负责人StefanHeckmann博士说。独立研究小组减数分裂。然而，旨在剖析包括染色体轴在内的减数分裂过程的组成和调控的植物蛋白质组学研究受到嵌入花器官的有限数量的减数分裂细胞的阻碍。

最近，接近依赖性生物素鉴定(BioID)能够鉴定邻近的蛋白质相互作用组。BioID基于感兴趣的蛋白质与混杂的生物素连接酶的融合，该连接酶催化附近蛋白质的生物素化。“我们应用了一种改进的BioID版本，称为TurboID，用于减数分裂染色体轴的邻近标记。我们将TurboID与轴相关蛋白ASY1和ASY3融合，以识别它们在拟南芥中的邻近相互作用组，”StefanHeckmann博士说。确定了39个ASY1和/或ASY3近似候选者。除了已知的减数分裂染色体轴相关蛋白外，还发现了在减数分裂过程中起作用的新蛋白。

“TurboID在减数分裂细胞中的成功应用表明，所采用的方法可能广泛适用于稀有细胞类型，”该研究的第一作者ChaoFeng博士说。“我们设想这些数据将促进未来对已识别候选蛋白质的研究，并且TurboID可用于识别更多未知的减数分裂蛋白质或修饰。”