Homologe Chromosomen müssen in der ersten meiotischen Teilung durch Crossovers verbunden werden, um eine korrekte Segregation zu ermöglichen. Diese Crossovers entstehen durch die Reparatur von programmierten DNA-Doppelstrangbrüche (DSBs). DSBs treten vorwiegend in H3K4me3-angereicherten Promotorregionen auf, die üblicherweise in Chromatinschleifen lokalisiert sind, während die DSB-Maschinerie – Spo11 und seine Hilfsproteine Rec114, Mei4 und Mer2 – mit der Chromosomenachse assoziiert ist. Das PHD-Finger-Protein Spp1 wurde als Verbindungselement zwischen zukünftigen DSB-Stellen und der DSB-Maschinerie vorgeschlagen, da es gleichzeitig H3K4me3 und Mer2 binden kann. Interessanterweise ist spp1∆ synthetisch letal mit den zmm- Mutanten (ZMM-Proteine: Zip1–4, Msh4–5, Mer3, Spo16), die für die Reparatur von DSBs und die Festlegung von Crossovers erforderlich sind. Diese Masterarbeit zeigt, dass Spp1 und H3K4me3 zur meiotischen DSB-Reparatur über eine Funktion beitragen, die über die reine DSB-Bildung hinausgeht. Der Verlust von Spp1 oder H3K4me3 führt zu deutlichen Verzögerungen in der meiotischen Progression, was auf eine beeinträchtigte Reparatur hinweist. STED-Mikroskopie konnte zeigen, dass in einem Hintergrund, in dem Zellen auf den unregulierten Joint Molecule (JM) Weg zurückgreifen, die Bildung stabiler axialer Assoziationen stark von Spp1 und H3K4me3 abhängt. Die Interaktion zwischen Mer2 und Spp1 ist für diese Stabilisierung jedoch nicht erforderlich. Zytologische Analysen und Genome-weite Protec-seq Daten verdeutlichen zudem, dass weder DSB-Anzahl, -Zeitpunkt noch -Positionierung allein die Defekte in spp1∆- und H3K4A-Mutanten erklären können. Diese Mutanten akkumulieren eine beträchtliche Menge an DSBs, die Reparaturfaktoren rekrutieren können, während eine veränderte DSB-Landschaft allein nur geringe Auswirkungen zeigt. Wir schlagen daher vor, dass in der kombinierten Abwesenheit von ZMM-Proteinen und H3K4me3/Spp1, Helikasen oder Nukleasen unangemessen Zugang zu Stranginvasionsintermediaten erhalten, was zu deren Destabilisierung und zum Verlust axialer Assoziationen führt.
Lisa Maria Kainz (Wed,) studied this question.