Meiotische en postmeiotische regulatie van chromatine
Groepsleider: Willy Baarends
Groepsleden: Evelyne Wassenaar, Jos Hoogerbrugge, Godfried van der Heijden, Fabrizia Carofiglio, Federica Federici
Tijdens de meiotische profase moeten alle chromosomen hun partner vinden en zich daarmee verbinden door de vorming van een speciaal eiwit complex; het synaptonemale complex. Om dit paringsproces goed te laten verlopen is het noodzakelijk dat een speciaal enzym, genaamd SPO11, DNA dubbelstrengsbreuken induceert. Het proces dat zorgt voor herstel van deze meiotische breuken helpt bij het vinden van de juiste paringspartner. In mannelijke cellen maken de heterologe X en Y chromosomen slechts een verbinding in het kleine pseudo-autosomale gebied. Een specifiek mechanisme met de naam 'meiotische sex chromosoom inactivatie' ( meiotic sex chromosome inactivation, MSCI) brengt de niet-gebonden delen van X en Y samen in een door transcriptie inactief gemaakt 'XY lichaam'. Tijdens de postmeiotische ontwikkeling worden bepaald genen van X en Y opnieuw tot expressie gebracht, maar de X van vader blijft in het vroege vrouwelijke embryo bij voorkeur uitgeschakeld. Autosomale chromosoomgebieden die ongepaard blijven, worden eveneens door transcriptie inactief gemaakt in vrouwelijke en mannelijke cellen in de meiotische profase. Dit proces wordt meiotic silencing of unsynapsed chromatin (MSUC) genoemd.
Wij onderzoeken de rol van eiwitten die betrokken zijn bij het herstel van de meiotische breuken en bij het transcriptioneel inactief maken van ongepaarde chromosomen. Hierbij willen we graag ontrafelen hoe het paringsproces van chromosomen gekoppeld is aan de reparatie van de meiotische breuken en aan het detecteren van regio’s in chromosomen die niet met elkaar overeenkomen en dus niet moeten paren. We zijn ook geïnteresseerd in de evolutionaire conservering van MSUC en MSCI en hebben deze processen ondermeer onderzocht in vogels. Daarnaast onderzoeken we mogelijke generatie-overstijgende effecten van MSCI en MSUC.
Publicaties:
Mulugeta Achame E, Wassenaar E, Hoogerbrugge JW, Sleddens-Linkels E, Ooms M, Sun ZW, van IJcken WF, Grootegoed JA, Baarends WM. (2010)
The ubiquitin-conjugating enzyme HR6B is required for maintenance of X chromosome silencing in mouse spermatocytes and spermatids.
BMC Genomics . 2010 Jun 10;11:367.
Inagaki, A., Schoenmakers, S. and Baarends, W. M. (2010)
DNA double strand break repair, chromosome synapsis and transcriptional silencing in meiosis.
Epigenetics 5, 255-266.
Schoenmakers, S., Wassenaar, E., Laven, J. S., Grootegoed, J. A. and Baarends, W. M. (2010)
Meiotic silencing and fragmentation of the male germline restricted chromosome in zebra finch.
Chromosoma 119, 311-324
Schoenmakers, S., Wassenaar, E., Hoogerbrugge, J. W., Laven, J. S., Grootegoed, J. A. and Baarends, W. M. (2009)
Female meiotic sex chromosome inactivation in chicken.
PLoS Genet 5, e1000466.
Schoenmakers, S., Wassenaar, E., van Cappellen, W. A., Derijck, A. A., de Boer, P., Laven, J. S., Grootegoed, J. A. and Baarends, W. M. (2008)
Increased frequency of asynapsis and associated meiotic silencing of heterologous chromatin in the presence of irradiation-induced extra DNA double strand breaks.
Developmental Biology 317, 270-281.
Baarends WM, Wassenaar E, Hoogerbrugge JWH, Schoenmakers S, Sun ZW, Grootegoed JA (2007)
Increased H2A_T120 phosphorylation and H3_K4 dimethylation on the XY body in Hr6b knockout mouse spermatocytes is associated with derepression of the X chromosome in spermatids
J Cell Sci 120:1841-1851
Liebe B, Petukhova G, Barchi M, Bellani M, Braselmann H, Nakano T, PanditaTK, Jasin M, Fornace A, Meistrich ML, Baarends WM, Schimenti J, de Lange T, Keeney S, Camerini-Otero RD, Scherthan H. (2006)
Mutations that affect meiosis in male mice influence the dynamics of the mid-preleptotene and bouquet stages
Exp Cell Res. Nov 15;312(19):3768-81.
Wesoly J, Agarwal S, Sigurdsson S, Bussen W, Van Komen S, Qin J, van Steeg H, van Benthem J, Wassenaar E, Baarends WM, Ghazvini M, Tafel AA, Heath H, Galjart N, Essers J, Grootegoed JA, Arnheim N, Bezzubova O, Buerstedde JM, Sung P, Kanaar R (2006)
Differential contributions of mammalian Rad54 paralogs to recombination, DNA damage repair, and meiosis
Mol Cell Biol Feb;26(3):976-89.
de Vries FA, de Boer E, van den Bosch M, Baarends WM, Ooms M, Yuan L, Liu JG, van Zeeland AA, Heyting C, Pastink A (2005)
Mouse Sycp1 functions in synaptonemal complex assembly, meiotic recombination, and XY body formation
Genes Dev. Jun 1;19(11):1376-89.
Baarends WM, Wassenaar E, van der Laan R, Hoogerbrugge J, Sleddens-Linkels E, Hoeijmakers JH, de Boer P, Grootegoed JA. Silencing of unpaired chromatin and histone H2A ubiquitination in mammalian meiosis (2005)
Mol Cell Biol Feb;25(3):1041-53.
Siep M, Sleddens-Linkels E, Mulders S, van Eenennaam H, Wassenaar E, Van Cappellen WA, Hoogerbrugge J, Grootegoed JA, Baarends WM (2004)
Basic helix-loop-helix transcription factor Tcfl5 interacts with the Calmegin gene promoter in mouse spermatogenesis
Nucleic Acids Res Dec 7;32(21):6425-36.
van der Laan R, Uringa EJ, Wassenaar E, Hoogerbrugge JW, Sleddens E, Odijk H, Roest HP, de Boer P, Hoeijmakers JH, Grootegoed JA, Baarends WM (2004)
Ubiquitin ligase Rad18Sc localizes to the XY body and to other chromosomal regions that are unpaired and transcriptionally silenced during male meiotic prophase
J Cell Sci. Oct 1;117(Pt 21):5023-33.
Baarends WM, Wassenaar E, Hoogerbrugge JW, van Cappellen G, Roest HP, Vreeburg J, Ooms M, Hoeijmakers JH, Grootegoed JA (2003)
Loss of HR6B ubiquitin-conjugating activity results in damaged synaptonemal complex structure and increased crossing-over frequency during the male meiotic prophase
Mol Cell Biol. Feb;23(4):1