New Phytol | 扬州大学与中科院遗传发育所合作揭示KU70/KU80在有丝分裂与减数分裂中的功能分工

本研究由扬州大学与中国科学院遗传发育研究所合作，旨在探究植物减数分裂中非同源末端连接（NHEJ）是否可作为同源重组（HR）缺陷时的备用修复机制。背景上，DNA双链断裂（DSB）威胁基因组稳定，KU70/KU80复合物是NHEJ关键组分，但其在植物减数分裂中的功能长期未知。研究目的为解析KU70/KU80在水稻有丝分裂与减数分裂中的功能分工。通过CRISPR-Cas9编辑技术构建ku70、ku80单突变体及双突变体，结合细胞学、遗传学及超分辨成像，发现KU70与KU80形成异源二聚体，其缺失导致体细胞对博来霉素敏感，证实为有丝分裂DSB修复必需因子；但KU缺失不影响减数分裂同源修复突变体的染色体表型，表明NHEJ不参与减数分裂DSB修复，也无法替代HR。此外，KU70在减数分裂中定位于端粒区域，发挥保护作用。结论首次证明植物减数分裂严格依赖HR介导的DSB修复，而NHEJ仅在有丝分裂中起关键作用，为理解真核生物基因组稳定性机制提供新视角。