断裂修复减数分裂重组酶招募因子 1

BRME1 是减数分裂重组的调节剂，是精子发生和男性生育所必需的（Zhang 等人，2020 年；Takemoto 等人，2020 年；Shang 等人，2020 年）。

▼ 克隆与表达
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孤立地，Takemoto 等人（2020） ,尚等人（2020）和Zhang 等人（2020）克隆了小鼠 Brme1，它编码 600 个氨基酸的蛋白质。BRME1 在脊椎动物中是保守的，包括人类。RT-PCR 分析表明 Brme1 在生殖细胞中特异性表达，因为它仅在小鼠的成年睾丸和胚胎卵巢中表达。数据库分析表明，人类 BREM1 也优先在睾丸中表达。免疫染色显示 Brme1 在小鼠精母细胞的减数分裂前期沿染色体轴定位。尚等人（2020）发现荧光标记的 Brme1 在转染的 HEK293T 细胞中定位于细胞核，其核定位所需的 N 端有 150 个氨基酸。

▼ 测绘
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Gross（2021）基于 BRME1 序列（GenBank BC119719 ）与基因组序列（GRCh38）的比对将 BRME1 基因定位到染色体 19p13.12 。

尚等人（2020）将小鼠 Brme1 基因定位到 8 号染色体。

▼ 基因功能
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通过酵母 2-杂交和其他分析，Zhang 等人（2020）将小鼠 Brme1 鉴定为调节 Brca2的 Meilb2（HSF2BP；604554 ）结合蛋白（ 600185）在减数分裂 DNA 双链断裂（DSB）修复中。体外分析表明 Brme1 的 82 个氨基酸的 Meilb2 结合域（MBD）和 Meilb2 的 N 总站中的 α helix-1 是蛋白质相互作用的必要和充分条件。Meilb2 倾向于通过自组装形成低聚物。然而，Brme1 和 Meilb2 形成了具有 2:2 化学计量的二聚体，这稳定了 Meilb2 并阻止了其形成低聚物的能力。Brca2、Meilb2 和 Brme1 形成三元复合物，Melb2 的 C 和 N 末端分别介导了复合物中 Brca2 和 Brme1 之间的相互作用。体内纯化证实 Brca2、Melb2 和 Brme1 在小鼠睾丸中形成三元复合物。减数分裂特异性复合物与单链 DNA（ssDNA）结合复合物 Spata22（ 617673 ）-Meiob（617670 ）和重组酶 Rad51（ 179617 ），但不是 Dmc1（ 602721 ），在小鼠精母细胞中。Brme1 是减数分裂 DSB 相关蛋白，在 Meilb2 的下游作为减数分裂同源重组的调节剂与 Brac2 和 Meilb2 一起发挥作用。与 Spata22-Meiob 复合物的相互作用促进了 Meilb2-Brme1 在 ssDNA 上的定位。Meilb2 和 Brme1 在有丝分裂期间也形成复合物，并以 Brca2 依赖性方式定位于有丝分裂的 DSB。然而，与其在减数分裂同源重组中的核心作用不同，有丝分裂 Brca2 复合物在体细胞中异位表达时作为有丝分裂同源重组的抑制因子。

使用免疫染色分析，Shang 等人（2020）表明，小鼠 Brme1 在减数分裂 I 的前期以 DSB 依赖性方式动态定位在减数分裂染色体上，其分布模式与重组因子的特征一致。Brme1 与 Hsf2bp 相互作用，Hsf2bp 是一种参与减数分裂重组的因子，这种相互作用由 Brme1 的 C 端 150 个氨基酸和 Hsf2bp 的 N 端结构域介导。

通过免疫沉淀分析，Takemoto 等人（2020）表明，小鼠 Brme1 与在减数分裂重组中起作用的蛋白质相互作用，包括 Brca2 和 Meilb2，以及 ssDNA 结合蛋白，以促进 Rad51 和 Dmc1 重组酶定位到减数分裂 DSB 位点，并在减数分裂重组过程中去除 ssDNA 结合蛋白。

Felipe-Medina 等人（2020）将小鼠 Brme1 鉴定为 Hsf2bp 的强相互作用子和稳定剂。此外，他们还表明，Brme1 / Hsf2bp蛋白复合物共免疫沉淀与BRCA2，Rad51蛋白，RPA（参见179835），和PALB2（610355）。

▼ 动物模型
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张等人（2020）发现 Brme1 -/- 小鼠没有明显的体细胞表型，但 Brme1 -/- 雄性相对于野生型具有较小的睾丸，由于前期 I 中的精母细胞死亡而没有精子，导致雄性不育。Brme1 在精母细胞中充当 Meilb2 的稳定剂，因此，Brme1 -/- 小鼠中的 Meilb2 水平降低。Meilb2-Brca2 复合物和重组酶的 DSB 定位在 Brme1 -/- 精母细胞中存在缺陷。减数分裂重组酶的错误加载导致未修复的 DSB 持续到前期 I 后期，并在精子发生期间重新激活粗线期晚期的体细胞样 DNA 损伤反应，这进一步影响了同源突触和随后的交叉形成。

武本等人（2020）发现 Brme1 -/- 雄性小鼠没有表现出明显的体细胞表型，但睾丸比野生型小，只有有限数量的减数分裂后精子细胞和精子，导致雄性生育能力显着降低。雌性 Brme1 -/- 小鼠可生育，成年卵巢没有缺陷。Brme1 -/- 精母细胞减数分裂前期的进展分析揭示了精子发生过程中 DSB 修复和同源突触的缺陷。

尚等人（2020）发现 Brme1 -/- 小鼠是有活力的并且发育正常。然而，Brme1 -/- 雄性不育，而 Brme1 -/- 雌性没有明显的生育缺陷。在没有 Brme1 的情况下，减数分裂进程在前期 I 被阻止或延迟，大量精母细胞经历凋亡并在精子发生完成之前被清除。由于未修复的减数分裂 DSB，Brme1 -/- 精母细胞显示出突触和交叉形成的缺陷，因为 Brme1 的缺失导致减数分裂染色体上 Hsf2bp 病灶的数量显着减少，并且需要 Brme1 将 Dmc1 和 Rad51 通过与 DSB 的相互作用募集到 DSB Hsf2bp。此外，其他 2 个重组因子 Msh4（ 602105 ）和 Rnf212（ 612041 ）的焦点数），与野生型相比减少到约 70%。