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The Initiation of Meiotic Sex Chromosome Inactivation Sequesters DNA Damage Signaling from Autosomes in Mouse Spermatogenesis.
Current Biology ( IF 8.1 ) Pub Date : 2020-01-02 , DOI: 10.1016/j.cub.2019.11.064 Hironori Abe 1 , Kris G Alavattam 1 , Yueh-Chiang Hu 1 , Qishen Pang 2 , Paul R Andreassen 2 , Rashmi S Hegde 3 , Satoshi H Namekawa 1
Current Biology ( IF 8.1 ) Pub Date : 2020-01-02 , DOI: 10.1016/j.cub.2019.11.064 Hironori Abe 1 , Kris G Alavattam 1 , Yueh-Chiang Hu 1 , Qishen Pang 2 , Paul R Andreassen 2 , Rashmi S Hegde 3 , Satoshi H Namekawa 1
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Meiotic sex chromosome inactivation (MSCI) is an essential event in the mammalian male germline. MSCI is directed by a DNA damage response (DDR) pathway centered on the phosphorylation of histone variant H2AX at serine 139 (termed γH2AX). The failure to initiate MSCI is linked to complete meiotic arrest and elimination of germ cells; however, the mechanisms underlying this arrest and elimination remain unknown. To address this question, we established a new separation-of-function mouse model for H2ax that shows specific and complete defects in MSCI. The genetic change is a point mutation in which another H2AX amino acid residue important in the DDR, tyrosine 142 (Y142), is converted to alanine (H2ax-Y142A). In H2ax-Y142A meiosis, the establishment of DDR signals on the chromosome-wide domain of the sex chromosomes is impaired. The initiation of MSCI is required for stage progression, which enables crossover formation, suggesting that the establishment of MSCI permits the timely progression of male meiosis. Our results suggest that normal meiotic progression requires the removal of ATR-mediated DDR signaling from autosomes. We propose a novel biological function for MSCI: the initiation of MSCI sequesters DDR factors from autosomes to the sex chromosomes at the onset of the pachytene stage, and the subsequent formation of an isolated XY nuclear compartment-the XY body-sequesters DDR factors to permit meiotic progression from the mid-pachytene stage onward. VIDEO ABSTRACT.
中文翻译：
减数分裂性染色体失活的启动隔离了小鼠精子发生中常染色体的 DNA 损伤信号。
减数分裂性染色体失活 (MSCI) 是哺乳动物雄性种系中的重要事件。MSCI 由 DNA 损伤反应 (DDR) 通路引导，该通路以组蛋白变体 H2AX 在丝氨酸 139（称为 γH2AX）的磷酸化为中心。未能启动 MSCI 与减数分裂完全停滞和生殖细胞消除有关；然而，这种逮捕和消除背后的机制仍然未知。为了解决这个问题，我们为 H2ax 建立了一个新的功能分离鼠标模型，该模型显示了 MSCI 中的特定和完整缺陷。遗传变化是点突变，其中 DDR 中重要的另一个 H2AX 氨基酸残基酪氨酸 142 (Y142) 转化为丙氨酸 (H2ax-Y142A)。在 H2ax-Y142A 减数分裂中，性染色体的染色体范围内 DDR 信号的建立受到损害。MSCI 的启动是阶段进展所必需的，这使得交叉形成成为可能，这表明 MSCI 的建立允许男性减数分裂的及时进展。我们的结果表明，正常的减数分裂进程需要从常染色体中去除 ATR 介导的 DDR 信号。我们为 MSCI 提出了一种新的生物学功能：在粗线期开始时，MSCI 的启动将 DDR 因子从常染色体隔离到性染色体，随后形成一个孤立的 XY 核室 - XY 体 - 隔离 DDR 因子以允许减数分裂从中粗线期开始进行。视频摘要。我们的结果表明，正常的减数分裂进程需要从常染色体中去除 ATR 介导的 DDR 信号。我们为 MSCI 提出了一种新的生物学功能：在粗线期开始时，MSCI 的启动将 DDR 因子从常染色体隔离到性染色体，随后形成一个孤立的 XY 核室 - XY 体 - 隔离 DDR 因子以允许减数分裂从中粗线期开始进行。视频摘要。我们的结果表明，正常的减数分裂进程需要从常染色体中去除 ATR 介导的 DDR 信号。我们为 MSCI 提出了一种新的生物学功能：在粗线期开始时，MSCI 的启动将 DDR 因子从常染色体隔离到性染色体，随后形成一个孤立的 XY 核室 - XY 体 - 隔离 DDR 因子以允许减数分裂从中粗线期开始进行。视频摘要。以及随后形成一个孤立的 XY 核区室 - XY 体隔离 DDR 因子，以允许减数分裂从粗线中期阶段向前发展。视频摘要。以及随后形成一个孤立的 XY 核区室 - XY 体隔离 DDR 因子，以允许减数分裂从粗线中期阶段向前发展。视频摘要。
更新日期：2020-01-02
中文翻译：
减数分裂性染色体失活的启动隔离了小鼠精子发生中常染色体的 DNA 损伤信号。
减数分裂性染色体失活 (MSCI) 是哺乳动物雄性种系中的重要事件。MSCI 由 DNA 损伤反应 (DDR) 通路引导，该通路以组蛋白变体 H2AX 在丝氨酸 139（称为 γH2AX）的磷酸化为中心。未能启动 MSCI 与减数分裂完全停滞和生殖细胞消除有关；然而，这种逮捕和消除背后的机制仍然未知。为了解决这个问题，我们为 H2ax 建立了一个新的功能分离鼠标模型，该模型显示了 MSCI 中的特定和完整缺陷。遗传变化是点突变，其中 DDR 中重要的另一个 H2AX 氨基酸残基酪氨酸 142 (Y142) 转化为丙氨酸 (H2ax-Y142A)。在 H2ax-Y142A 减数分裂中，性染色体的染色体范围内 DDR 信号的建立受到损害。MSCI 的启动是阶段进展所必需的，这使得交叉形成成为可能，这表明 MSCI 的建立允许男性减数分裂的及时进展。我们的结果表明，正常的减数分裂进程需要从常染色体中去除 ATR 介导的 DDR 信号。我们为 MSCI 提出了一种新的生物学功能：在粗线期开始时，MSCI 的启动将 DDR 因子从常染色体隔离到性染色体，随后形成一个孤立的 XY 核室 - XY 体 - 隔离 DDR 因子以允许减数分裂从中粗线期开始进行。视频摘要。我们的结果表明，正常的减数分裂进程需要从常染色体中去除 ATR 介导的 DDR 信号。我们为 MSCI 提出了一种新的生物学功能：在粗线期开始时，MSCI 的启动将 DDR 因子从常染色体隔离到性染色体，随后形成一个孤立的 XY 核室 - XY 体 - 隔离 DDR 因子以允许减数分裂从中粗线期开始进行。视频摘要。我们的结果表明，正常的减数分裂进程需要从常染色体中去除 ATR 介导的 DDR 信号。我们为 MSCI 提出了一种新的生物学功能：在粗线期开始时，MSCI 的启动将 DDR 因子从常染色体隔离到性染色体，随后形成一个孤立的 XY 核室 - XY 体 - 隔离 DDR 因子以允许减数分裂从中粗线期开始进行。视频摘要。以及随后形成一个孤立的 XY 核区室 - XY 体隔离 DDR 因子，以允许减数分裂从粗线中期阶段向前发展。视频摘要。以及随后形成一个孤立的 XY 核区室 - XY 体隔离 DDR 因子，以允许减数分裂从粗线中期阶段向前发展。视频摘要。
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