2019年6月，来自英国邓迪大学的Federico Pelisch博士和团队在刊物Journal of Cell Science（IF=4.517）在线发表了一篇名为“Sumoylation regulates proteindynamics during meiotic chromosome segregation in C. elegans oocytes ”的文章。Pelisch 实验室挑中秀丽隐杆线虫作为研究减数分裂的研究对象，是看中在高分辨率的显微镜下，研究人员可以实时观察到染色体和减数分裂相关蛋白的位置变化（图1）。在这篇文章中，作者利用隐杆秀丽线虫作为动物模型，研究泛素化/去泛素化调控的特定蛋白在线虫卵母细胞减数分裂时染色体分离中的定位情况。
图1
泛素化修饰调控着真核细胞几乎所有的生命活动，其中就包括减数分裂。在经典的泛素修饰系统中，通过E1-E2-E3的级联反应，在ATP及Mg离子存在下，将ubiquitin的C末端共价连接到底物蛋白的赖氨酸上。大多数物种的卵母细胞进行减数分裂时纺锤体中缺乏中心体，而这种纺锤体中缺乏中心体的稳定染色体分离机制尚不清楚。在秀丽隐杆线虫卵母细胞中，纺锤体微管对染色体施加极向力则是要依赖于微管稳定蛋白CLS-2CLASP。激酶BUB-1bub-1和CLS-2在中心纺锤体中定位，并在整个分裂后期显示动态定位模式，但是调控其特异性分裂后期定位的信号通路仍然未知。文章指出，细胞分裂关键性调控因子AIR-2，BUB-1和CLS-2在减数分裂中处于一种高度动态定位模式中。当AIR-2和BUB-1在减数分裂后期前期共定位时，随着染色体的分离，这些蛋白质随后占据互补的结构域。相反，当AIR-2与BUB-1共定位减少时AIR-2则会与CLS-2的共定位从而加快减数分裂后期进程。而这些蛋白在减数分裂期间能够精准定位则是依赖于SUMO的调控，作者认为BUB-1的泛素化修饰是由泛素化E3连接酶GEI-17和去泛素化蛋白酶ULP-1调控的。总之，SUMO是一个蛋白翻译后修饰的关键性调控子，在母体减数分裂时正确定位关键性蛋白，如BUB-1和CLS-2。
在该文章中所使用的PHX366 ulp-1(syb366[degron::GFP::ulp-1])和PHX894 ulp-1(syb366 syb894[degron::GFP::ulp-1ΔCD])III/hT2[bli-4(e937)let-?(q782)qIs48](I;III)两株线虫株则正是由上源生科所构建。
前文提到ULP-1是一种去泛素化蛋白酶，作用于BUB-1使其去泛素化，正如图1-A所示，作者利用上源生科所构建的PHX366 ulp-1(syb366[degron::GFP::ulp-1])线虫株中GFP绿色荧光素标记的ulp-1基因研究在减数分裂过程中该基因的作用发现其分布于整个细胞分裂期间，如图1-B所示。当利用基因沉默技术抑制ulp-1基因转录水平时，由于BUB-1无法进行完全去泛素化，导致在减数分裂后期BUB-1在中心纺锤体中无法完全脱落，使得BUB-1在纺锤体中大量堆积，如图1-C-G，进而可能阻碍了染色体的分离。
前文所述的ulp-1基因沉默导致的BUB-1在纺锤体中大量堆积进而有可能导致染色体无法完全分离，因此上源生科又为该文作者构建了另一株PHX894 ulp-1(syb366 syb894[degron::GFP::ulp-1ΔCD])III线虫。利用上源生科的CRISPR/Cas9精准敲除技术服务将ULP-1的C-短催化区域进行精准敲除，从而使ULP-1的去泛素化蛋白酶活性完全失活，进一步研究ULP-1在调控BUB-1去泛素化在减数分裂染色体分离中的作用。最终作者发现敲除了ULP-1的C-短催化区域后，线虫出现了胚胎致死的现象，从而证实了泛素化/去泛素化系统在线虫卵母细胞减数分裂中的重要地位。为了保存该致死突变线虫株，上源生科为研究团队将致死突变线虫株与相应平衡子进行杂交，获得PHX894 ulp-1(syb366 syb894[degron::GFP::ulp-1ΔCD])III/hT2[bli-4(e937)let-?(q782)qIs48](I;III)线虫株，进而保存致死突变。
