BEND2作为精子发生过程中减数分裂关键调节因子
减数分裂是配子发生的基本组成部分，由多个顺序或同时发生的过程组成。当同源染色体开始配对并产生大规模的程序性DNA双链断裂(dsb)时，减数分裂开始。同源染色体的DSB修复和联会是同时发生且相互依赖的。当DSB的3 '突起侵入同源dna形成重组中间产物时，由SYCP3和内聚蛋白等蛋白质组成的联会复合体的轴向元件被SYCP1和其他中心元件组件桥接时，联会就开始了。当DSB修复中间产物被分解成交叉体，染色体在完整的联会复合体周围高度浓缩时，就实现了完整的联会。但对联会具有关联的各调节器之间的时空相互作用在很大程度上仍然未知。这些调控因子的协同作用通常会导致染色质状态，而染色质状态又是DNA活动如DSB形成/修复、联会和转录所必需的。具体而言，必须在特定的基因组区域(如重复序列和异染色质)建立正确的染色质状态，以防止错误的重组和/或转录，这不利于基因组完整性。在本研究中，报道了一种以前未被识别的减数分裂调节因子BEND2，它属于一个含有BEN结构域的蛋白质家族，但特征不明显。BEN结构域首先在多种后生动物和病毒蛋白中被发现，并以三个实验特征蛋白banp、E5R和nac1命名。据研究所知，目前还没有关于BEN蛋白在生殖细胞发育中的作用的报道。在本研究中，发现BEND2在减数分裂I前期之前和间期在生精细胞中特异性表达，BEND2在雄性小鼠减数分裂中是必不可少的。
为了阐明上述的科学问题的分子机制，中科院动物研究所的科研人员通过CRISPR-Cas9基因编辑方法生成Bend2突变小鼠、对Bend2进行cDNA克隆等方法；发现BEND2在减数分裂启动前后的生精细胞中特异性表达，并且在减数分裂进展中起重要作用。雄性小鼠Bend2基因敲除在偶线期向粗线期的过渡处阻止减数分裂，破坏联会和DNA双链断裂修复，并诱导非同源染色体配对。BEND2与染色质相关蛋白相互作用，染色质相关蛋白是某些转录抑制因子复合物的组成部分。在不同的染色质状态下鉴定BEND2结合位点，并在简单的序列重复中富集，同时抑制参与减数分裂起始的基因的表达，并调节染色质可及性和H3K4me3的修饰。研究将BEND2确定为小鼠精子发生过程中减数分裂，基因表达和染色质状态的先前未知的关键调节因子。
总之，该研究发现BEND2作为小鼠精子发生过程中减数分裂关键调节因子，上述发现可为进行雄性生殖的相关研究提供参考信息。
参考文献：Ma L, Xie D, Luo M, et al. Identification and characterization of BEND2 as a key regulator of meiosis during mouse spermatogenesis. Sci Adv. 2022 ; 8(21) : eabn1606.
撰写人：米双玲/张潇逸