减数分裂双链断裂形成蛋白 4; MEI4

MEI4，酿酒酵母，同源物

HGNC 批准基因符号：MEI4

细胞遗传学位置：6q14.1 基因组坐标（GRCh38）：6:77,650,274-77,927,045（来自 NCBI）

▼ 说明

MEI4 是 DNA 双链断裂（DSB） 机制的结构组成部分，可确保减数分裂过程中 DSB 和同源突触的形成（Kumar et al., 2010）。

▼ 克隆与表达

Kumar 等人利用生物信息学分析（2010） 确定酵母 Mei4​​ 在大多数真核生物中是保守的，从真菌到植物和后生动物。小鼠 Mei4​​ 含有 389 个氨基酸，并包含几个进化上保守的序列基序。 Northern blot和RT-PCR分析表明Mei4在成人睾丸和大脑以及胚胎卵巢中表达。数据库分析表明 Mei4​​ 可能在其他体细胞中表达。在小鼠睾丸中，Mei4 表达在第一个减数分裂前期开始时最强。免疫定位分析表明，减数分裂过程中，Mei4 定位于细胞核联会复合体的侧向元件。

▼ 测绘

Gross（2019） 根据 MEI4 序列（GenBank NM_001282136） 与基因组序列（GRCh38） 的比对，将 MEI4 基因对应到染色体 6q14.1。

▼ 基因功能

Li 等人使用免疫荧光分析（2006） 证明酵母 Mer2、Mei4 和 Rec114（618421） 部分共定位于早期前期染色体，并且是同一复合体的一部分。 Mer2、Mei4 和 Rec114 大多彼此孤立地定位于染色体，但 Mer2 促进 Mei4​​ 装载到染色体上和/或稳定其与染色体的关联。 Mei4、Rec114 和 Mer2 在所有成对组合中均发生免疫共沉淀，并且每次相互作用均孤立于第三种蛋白质。

Kumar 等人使用免疫沉淀和酵母 2 杂交检测（2010） 表明小鼠 Mei4​​ 与小鼠 Rec114 相互作用，并且 Mei4​​ 的 N 末端区域是相互作用所必需的。

通过超微结构分析，Acquaviva 等人（2020） 确定了控制顺式和反式作用因子，使拟常染色体区域（PAR） 成为雄性小鼠基因组中 DSB 形成最热门的片段。在断裂形成之前，多种 DSB 促进因子在 PAR 中过度积累，其染色体轴伸长，姐妹染色单体分离。这些过程与异染色质 mo-2 小卫星阵列相关，需要 Mei4​​（618417） 和 Ankrd31（618423） 蛋白，但不需要轴成分 Rec8（REC8L1; 608193） 或 Hormad1（609824）。阿夸维瓦等人（2020） 提出 PAR 的重复 DNA 序列赋予独特的染色质和对重组至关重要的高阶结构。染色体突触触发了细长的 PAR 结构的崩溃，并且卵母细胞可以被重新编程，通过延迟或阻止突触来在 PAR 中表现出精母细胞样的 DSB 水平。阿夸维瓦等人（2020） 得出的结论是，PAR 的性别二态行为部分是由于 PAR 结构成熟、DSB 形成以及配对和突触完成之间的竞赛中两性之间的动力学差异造成的。

▼ 动物模型

库马尔等人（2010） 发现 Mei4​​ -/- 小鼠具有生育能力，生长正常，没有发育缺陷。然而，雄性Mei4 -/- 小鼠的附睾缺乏精子，突变体睾丸重量比野生型低50%至70%。 Mei4 -/- 生精小管没有减数分裂后细胞，因为精子发生在减数分裂前期的早期阶段被抑制，并且细胞凋亡消除了减数分裂抑制的精母细胞。在 Mei4​​ -/- 女性中，卵巢几乎没有原始卵泡和初级卵泡。进一步研究表明，Mei4 -/- 精母细胞在 DNA DSB 和同源突触的形成方面存在缺陷，导致减数分裂过程中 DSB 修复蛋白的缺失。