在减数分裂中，同源染色体的准确配对是确保基因组稳定传递的关键步骤。然而，在高度拥挤的细胞核中，这些染色体如何彼此识别、配对并维持相互关联，一直是减数分裂研究的核心问题。
2025年10月10日，山东师范大学生命科学学院高金珉教授团队在Science Advances在线发表题为
A DNA-containing phase-separated compartment links the nuclear envelope to chromosome axes to promote homolog pairing in
C. elegans的 研究成果。 本研究揭示了线虫同源染色体配对新机制。在 秀丽隐杆线虫 ( Caenorhabditis elegans ) 中，染色体配对依赖于位于染色体末端附近的 配对中心（ Pairing Center,PC） ，这些区域能够招募一类减数分裂特异的锌指蛋白，包括 ZIM-1 、 ZIM-2 、 ZIM-3 以及 X 染色体特异的 HIM-8。HIM-8 的定位和功能在过去被认为仅仅依赖于其 C 端的 DNA 结合结构域，但新的研究结果为这一假设带来了新认识。
HIM-8的结构功能解剖：通过体内与体外实验结合，研究者发现 HIM-8 的不同结构域在配对中心功能中扮演了独立而协作的角色。N 端结构域：促进 C 端与染色质的结合；中部无序区（IDR）：对于配对中心与核膜（NE）的结合至关重要；C 端锌指结构域：识别配对中心中的特定 DNA 序列。令人印象深刻的是，HIM-8 的中部无序区不仅具有典型的相分离特性，而且在体外实验中能够自发形成液滴结构，其形成可以被 1,6-hexanediol 可逆破坏——这是相分离系统的经典特征。
一个“DNA-相分离隔间”的发现：进一步的成像和分析揭示：配对中心与核膜之间的连接并非通过单一蛋白或静态复合物完成，而是可能通过一个含有 DNA 的相分离隔间。这一隔间在空间上与染色体轴分离，但通过柔性的 DNA 或染色质链与轴相连。它不仅可能是 PC 与核膜动力学连接的“缓冲区”，更重要的是——可能是同源染色体识别与配对的核心反应空间。在这一相分离的“微环境”中，DNA-DNA 的直接相互作用有机会被稳定维持，从而实现同源性识别。
这项研究提出了一个模型：“减数分裂中，配对中心通过形成一个DNA-相分离隔间，将核膜与染色体轴连接起来，为同源识别提供了物理与化学的双重平台”。这一发现为理解染色体结构动态调控、核膜相互作用以及相分离在减数分裂中的角色提供了新的思路，也为后续探索其他物种中类似机制奠定了基础。
本研究的通讯作者为山东师范大学的高金珉教授；山东师范大学青年教师王若曦和硕士生田雨琪为共同第一作者。研究过程中得到北京生命科学研究所董梦秋研究员的大力支持。
https://www.science.org/doi/epdf/10.1126/sciadv.adw5764
制版人： 十一
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