Proper chromosome segregation at meiosis I depends on the initial alignment of homologous chromosomes, the establishment of the synaptonemal complex (SC), and the formation of chiasma between homologs. Previous studies have demonstrated that HIM-3, a component of the meiotic chromosome axis, is required for these processes through the recruitment of the autosomal pairing center proteins (ZIMs) and of SC components like SYP-1. The him-3(vv6) mutation results in the substitution of a highly conserved residue in the HORMA domain, believed to mediate protein-protein interactions. him-3(vv6) mutant germlines display immature and discontinuous axes at early meiosis and the autosomal pairing center (PC) protein ZIM-3 fails to localize properly to the pairing centers, despite the fact that HIM-3vv6 is appropriately expressed and localized; mutants exhibit severe defects in homolog alignment, extensive nonhomologous synapsis and defects in chiasma formation, resulting in a high embryonic lethality (emb) and a high incidence of male (him) phenotype as consequences of chromosome missegregation. To identify proteins that interact with HIM-3 in early meiotic processes and other proteins that function in the HIM-3 pathway, an EMS-based suppressor screen was performed using the vv6 allele and a strong extragenic suppressor, vv39 was isolated. vv39 was identified as a novel allele of cct-4, which encodes the delta subunit of type II chaperonin complex. In wild-type germlines, CCT-4 is localized to the cytoplasm and to the nucleus, indicating that it has a nuclear role. In germlines depleted for cct-4 or other subunits of the CCT complex, axis assembly is delayed, ZIM-3 fails to be recruited to the PCs and SYP-1 fails to localize to the axes, suggesting that the CCT complex is required for morphogenesis of meiotic chromosome axes competent for meiotic processes. In him-3(vv6); cct-4(vv39) mutants, the timely morphogenesis of chromosome axes is appears to be restored and is accompanied by ZIM-3 recruitment to PCs, improved homologue alignment and reduced nonhomologous synapsis. These results collectively suggest that CCT-4 mediates timely axes morphogenesis through CCT-mediated folding of axis component HIM-3 or its interactors. This study is the first to provide insight on the function of molecular chaperonin in mediating meiotic processes and reveals an unprecedented nuclear function for the complex. It would be interesting in the future to further study the nuclear CCT chaperonin complex and its clients to learn more about their roles in meiotic processes. / La ségrégation des chromosomes lors de la méiose I dépend de l'alignement initial de chromosomes homologues, la mise en place du complexe synaptonémal (SC), et la formation de chiasmas entre les homologues. Des études antérieures ont démontré que HIM-3, une composante de l'axe du chromosome méiotique, est requis pour ces processus par le recrutement des protéines autosomique centre de liaison (ZIMS) et des composants SC comme SYP-1. Le him-3(vv6) mutation se traduit par la substitution d'un résidu hautement conservé dans le domaine HORMA, considérés comme des médiateurs des interactions protéine-protéine. him-3(vv6) germlines mutant affichage des axes immature et discontinue à la méiose précoce et le centre autosomique appariement (PC) protéine ZIM-3 ne parvient pas à localiser correctement vers les centres de liaison, malgré le fait que HIM-3vv6 est correctement exprimé et localisées; mutants présentent des défauts graves dans homologue alignement, non homologue vaste synapse et des défauts dans la formation des chiasmas, entraînant une mortalité élevée embryonnaires (emb) et une incidence élevée de sexe masculin (him) comme des conséquences de phénotype missegregation chromosome. Pour identifier les protéines qui interagissent avec HIM-3 au début du processus de la méiose et d'autres protéines qui fonctionnent dans la voie HIM-3, un crible EMS à base de suppresseur a été réalisée avec l'allèle vv6 et un suppresseur de forte extragénique, vv39 a été isolé. vv39 a été identifié comme un nouvel allèle de cct-4, qui code pour la sous-unité delta du complexe chaperonine type II. En germlines de type sauvage, cct-4 est localisée dans le cytoplasme et le noyau, ce qui indique qu'il a un rôle nucléaire. En germlines appauvri pour cct-4 ou d'autres sous-unités du complexe du CCT, le montage axe est retardée, ZIM-3 ne parvient pas à être recrutés pour les PC et SYP-1ne parvient pas à localiser les axes, ce qui suggère que le complexe CCT est nécessaire pour la morphogenèse des axes chromosome méiotique compétente pour les processus de la méiose. En him-3(vv6); cct-4 (vv39) mutants, la morphogenèse en temps opportun des axes chromosome est semble être restauré et il est accompagné par ZIM-3 de recrutement pour les PC, l'alignement homologue accrue et une réduction non homologue synapsis. Ces résultats suggèrent collectivement que CCT-4 est un médiateur de axes morphogenèse par pliage de l'axe composante HIM-3 ou des interacteurs du HIM-3. Cette étude est la première à donner un aperçu sur la fonction de chaperonine moléculaire dans la médiation des processus méiotique. Il serait intéressant à l'avenir d'approfondir l'étude du complexe nucléaire chaperonine CCT et de ses clients à en apprendre davantage sur leur rôle dans les processus de la méiose.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.103507 |
| Date | January 2011 |
| Creators | Law, Ka Lun |
| Contributors | Monique Zetka (Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Doctor of Philosophy (Department of Biology) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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