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BRUCE preserves genomic stability in the male germline of mice.
Cell Death and Differentiation ( IF 13.7 ) Pub Date : 2020-03-05 , DOI: 10.1038/s41418-020-0513-4 Lixiao Che 1 , Kris G Alavattam 2 , Peter J Stambrook 3 , Satoshi H Namekawa 2 , Chunying Du 1
Cell Death and Differentiation ( IF 13.7 ) Pub Date : 2020-03-05 , DOI: 10.1038/s41418-020-0513-4 Lixiao Che 1 , Kris G Alavattam 2 , Peter J Stambrook 3 , Satoshi H Namekawa 2 , Chunying Du 1
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BRUCE is a DNA damage response protein that promotes the activation of ATM and ATR for homologous recombination (HR) repair in somatic cells, making BRUCE a key protector of genomic stability. Preservation of genomic stability in the germline is essential for the maintenance of species. Here, we show that BRUCE is required for the preservation of genomic stability in the male germline of mice, specifically in spermatogonia and spermatocytes. Conditional knockout of Bruce in the male germline leads to profound defects in spermatogenesis, including impaired maintenance of spermatogonia and increased chromosomal anomalies during meiosis. Bruce-deficient pachytene spermatocytes frequently displayed persistent DNA breaks. Homologous synapsis was impaired, and nonhomologous associations and rearrangements were apparent in up to 10% of Bruce-deficient spermatocytes. Genomic instability was apparent in the form of chromosomal fragmentation, translocations, and synapsed quadrivalents and hexavalents. In addition, unsynapsed regions of rearranged autosomes were devoid of ATM and ATR signaling, suggesting an impairment in the ATM- and ATR-dependent DNA damage response of meiotic HR. Taken together, our study unveils crucial functions for BRUCE in the maintenance of spermatogonia and in the regulation of meiotic HR-functions that preserve the genomic stability of the male germline.
中文翻译：
BRUCE 保留了小鼠雄性生殖系的基因组稳定性。
BRUCE 是一种 DNA 损伤反应蛋白，可促进 ATM 和 ATR 的激活，用于体细胞中的同源重组 (HR) 修复，使 BRUCE 成为基因组稳定性的关键保护者。保持种系中的基因组稳定性对于物种的维持至关重要。在这里，我们表明 BRUCE 是维持小鼠雄性生殖系基因组稳定性所必需的，特别是在精原细胞和精母细胞中。在雄性生殖系中有条件地敲除布鲁斯会导致精子发生的严重缺陷，包括精原细胞的维持受损和减数分裂期间染色体异常的增加。布鲁斯缺陷的粗线期精母细胞经常表现出持续的 DNA 断裂。同源突触受损，多达 10% 的 Bruce 缺陷型精母细胞存在明显的非同源关联和重排。基因组不稳定性以染色体断裂、易位和突触四价和六价的形式表现出来。此外，重排常染色体的未突触区域缺乏 ATM 和 ATR 信号，表明减数分裂 HR 的 ATM 和 ATR 依赖性 DNA 损伤反应受损。总之，我们的研究揭示了 BRUCE 在维持精原细胞和调节减数分裂 HR 功能方面的关键功能，这些功能保持了男性生殖系的基因组稳定性。重排常染色体的未突触区域缺乏 ATM 和 ATR 信号，表明减数分裂 HR 的 ATM 和 ATR 依赖性 DNA 损伤反应受损。总之，我们的研究揭示了 BRUCE 在维持精原细胞和调节减数分裂 HR 功能方面的关键功能，这些功能保持了男性生殖系的基因组稳定性。重排常染色体的未突触区域缺乏 ATM 和 ATR 信号，表明减数分裂 HR 的 ATM 和 ATR 依赖性 DNA 损伤反应受损。总之，我们的研究揭示了 BRUCE 在维持精原细胞和调节减数分裂 HR 功能方面的关键功能，这些功能保持了男性生殖系的基因组稳定性。
更新日期：2020-04-24
中文翻译：
BRUCE 保留了小鼠雄性生殖系的基因组稳定性。
BRUCE 是一种 DNA 损伤反应蛋白，可促进 ATM 和 ATR 的激活，用于体细胞中的同源重组 (HR) 修复，使 BRUCE 成为基因组稳定性的关键保护者。保持种系中的基因组稳定性对于物种的维持至关重要。在这里，我们表明 BRUCE 是维持小鼠雄性生殖系基因组稳定性所必需的，特别是在精原细胞和精母细胞中。在雄性生殖系中有条件地敲除布鲁斯会导致精子发生的严重缺陷，包括精原细胞的维持受损和减数分裂期间染色体异常的增加。布鲁斯缺陷的粗线期精母细胞经常表现出持续的 DNA 断裂。同源突触受损，多达 10% 的 Bruce 缺陷型精母细胞存在明显的非同源关联和重排。基因组不稳定性以染色体断裂、易位和突触四价和六价的形式表现出来。此外，重排常染色体的未突触区域缺乏 ATM 和 ATR 信号，表明减数分裂 HR 的 ATM 和 ATR 依赖性 DNA 损伤反应受损。总之，我们的研究揭示了 BRUCE 在维持精原细胞和调节减数分裂 HR 功能方面的关键功能，这些功能保持了男性生殖系的基因组稳定性。重排常染色体的未突触区域缺乏 ATM 和 ATR 信号，表明减数分裂 HR 的 ATM 和 ATR 依赖性 DNA 损伤反应受损。总之，我们的研究揭示了 BRUCE 在维持精原细胞和调节减数分裂 HR 功能方面的关键功能，这些功能保持了男性生殖系的基因组稳定性。重排常染色体的未突触区域缺乏 ATM 和 ATR 信号，表明减数分裂 HR 的 ATM 和 ATR 依赖性 DNA 损伤反应受损。总之，我们的研究揭示了 BRUCE 在维持精原细胞和调节减数分裂 HR 功能方面的关键功能，这些功能保持了男性生殖系的基因组稳定性。
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