How homologues find each other during meiosis when it is time to pair remains an unresolved question. However, we do know that accurate pairing of homologous chromosomes in budding yeast requires Hop2 — a meiosis-specific recombinase. Hideo Tsubouchi and Shirleen Roeder now show that Hop2 acts in the recombination pathway, and so recombination has an important role in distinguishing between homologues and non-homologues during chromosome pairing in meiosis. In the same issue of Developmental Cell, Petukhova et al. confirm this function of Hop2 in mice, highlighting its evolutionary conservation, although their data lead them to place Hop2 in a different position in the pathway.

DSBs

Ранее при изучении почкующихся дрожжей было установлено, что Hop2 играет роль в поиске и/или распознавании гомологов. Мутанты hop2 арестовываются в митозе — их double-strand breaks (DSBs), с которых начинается рекомбинация, не репарируются, а recombinases накапливаются на мейотических хромосомах. Отсутствие репарации DSBs м.б. обусловлено дефектом спаривания — в клетках дикого типа гаплоидных дрожжей, в которых инициирован мейоз, DSBs сохраняются благодаря отсутствию гомологичного спаривания. DSBs в таких клетках в конечном итоге репарируются с помощью рекомбинации между сестринскими хроматидами. Но этого не происходит в гаплоидных hop2 линиях, Hideo Tsubouchi и Shirleen Roeder предположили, что дефект при мейотической рекомбинации сам по себе лучше всего объясняет фенотип hop2. Анализ двойных мутантов показал, что Hop2 действует тем же самым способом что и Dmc1и Rad51 recombinases, обе они являются RecA гомологами и что они расположены ниже её.

В свою очередь избыточная экспрессия Rad51 супрессирует дефекты мейотической рекомбинации у dmc1 и hop2 мутантов. Авт. поэтому предположили, что имеются два пути для обусловленного рекомбинацией спаривания гомологов. В первом, Rad51 самостоятельно отличает гомологические последовательности от негомологических во время поиска гомологов. А др. пути, Dmc1/Rad51 зависят от Hop2, чтобы обеспечить законность спаривания.

Petukhova и др. показали, что Hop2 взаимодействует также генетически с Dmc1 у мышей, но что скорее всего она играет более ранюю роль, находясь иерархически выше Dmc1. В противоположность почкующимся дрожжам, у которых двойные мутанты имеют тот же самый фенотип, как и одиночные DMC1 мутантны, Hop2^-/-Dmc1^-/- мыши имеют тот же самый фенотип, что и Hop2^-/- мыши в отношении гомологичного спаривания.

Т.к. Rad51 также участвует и в митозах и поэтому его нокаут затрагивает также и сому, поэтому невозможно тестировать у мышей, м. ли он функционировать как 'homology sentinel', который является независимым от Hop2. Итак, мы всё ещё не знаем, существует ли Hop2/Dmc1-независимый путь рекомбинации у млекопитающих. Тем не менее мы знаем, что Hop2 является сердцем молекулярного соединения между мейотической рекомбинацией и гомологичным спариванием как у дрожжей, так и млекопитающих, даже если точный механихзм их действия м. отлдичаться у этих групп. У дрожжей Hop2 м. различать между гомологичными и негомологичными последовательностями после появления DSBs или путём модулирования рекомбиназной активности или путём обеспечения диссоциации негомологичных последовательностей во время поиска гомологов. У мышей, с др. сотороны, Hop2 м. способстовать инвазии нитей интактных хромосом путём разорванных гомологов, ступени, которая должна привлекать мейотические рекомбиназы Dmc1 и Rad51.