Centromeres are dismantled by foundational meiotic proteins Spo11 and Rec8

Eftychia Kyriacou
2021
Article

Meiotic processes are potentially dangerous to genome stability and could be disastrous if activated in proliferative cells. Here we show that two key meiosis-defining proteins, the topoisomerase Spo11 (which forms double-strand breaks) and the meiotic cohesin Rec8, can dismantle centromeres. This dismantlement is normally observable only in mutant cells that lack the telomere bouquet, which provides a nuclear microdomain conducive to centromere reassembly(1); however, overexpression of Spo11 or Rec8 leads to levels of centromere dismantlement that cannot be countered by the bouquet. Specific nucleosome remodelling factors mediate centromere dismantlement by Spo11 and Rec8. Ectopic expression of either protein in proliferating cells leads to the loss of mitotic kinetochores in both fission yeast and human cells. Hence, while centromeric chromatin has been characterized as extraordinarily stable, Spo11 and Rec8 challenge this stability and may jeopardize kinetochores in cancers that express meiotic proteins.

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Concepts associés (8)

Centromère

thumb|Chromosome.(1) Chromatide. Chacune formée d'un brin d'ADN parental et d'un brin d'ADN néoformé obtenu après réplication durant la phase S ; (2) Centromère. Le point de contact des deux chromatides, et le point de séparation lors de la mitose ; (3) Bras court ; (4) Bras long. Le centromère est la région de contact des deux chromatides d'un chromosome. Il existe deux types de centromères. Les centromères des chromosomes monocentriques sont des centromères « régionaux », occupant une région précise au sein d'un chromosome.

Mutant

In biology, and especially in genetics, a mutant is an organism or a new genetic character arising or resulting from an instance of mutation, which is generally an alteration of the DNA sequence of the genome or chromosome of an organism. It is a characteristic that would not be observed naturally in a specimen. The term mutant is also applied to a virus with an alteration in its nucleotide sequence whose genome is in the nuclear genome. The natural occurrence of genetic mutations is integral to the process of evolution.

Méiose

vignette|upright=2|Schéma illustrant les deux divisions de méiose aboutissant à la formation de quatre gamètes haploïdes à partir d'une cellule germinale diploïde (2n=4).Les brassages intrachromosomique et interchromosomique sont figurés. Durant l'interphase, le matériel génétique se duplique et il se produit le phénomène d'enjambement (représenté par des chromosomes rouges et bleus qui se recombinent). Durant la méiose réductionnelle, les chromosomes homologues se répartissent en deux cellules.