项目名称： 雌性生殖细胞减数分裂的分子基础 起止年限：依托部门：孙青原 中国科学院动物研究所 2012.1至2016.8
国家人口和计划生育委员会
首席科学家：
一、关键科学问题及研究内容
(一)拟解决的关键科学问题
自然流产、不孕不育、出生缺陷和辅助生殖成功率低的根本原因之一是卵子质量下降，而减数分裂异常是造成卵子质量下降的主要原因，但减数分裂异常的原因迄今还远未阐明。本项目拟解决的关键科学问题是：减数分裂过程如何受到精确调节进而决定雌性生殖细胞的质量？主要分解为如下三个具体问题加以解决：1）雌性生殖细胞减数分裂是如何起始的？ 2）卵母细胞减数分裂阻滞与恢复如何受到调节的？3）遗传物质如何在卵母细胞减数分裂过程中维持稳定？ （二）主要研究内容
针对上述科学问题，我们将主要开展以下四个方面的研究： 1、卵原细胞减数分裂启动及卵母细胞生长起始调节机制 1）卵原细胞减数分裂启动的关键调控元件及调节途径； 2）表观遗传修饰在减数分裂启动过程中的作用； 3）卵泡形成及卵母细胞生长起始的分子机制。
2、卵母细胞减数分裂DNA断裂、修复与重组的分子基础
1）DNA断裂、修复与重组的分子基础及在卵母细胞命运、卵泡形成和染色体数目稳定等方面的作用；
2）卵母细胞减数分裂DNA修复途径选择、重组位点定位和重组频率的分子基础和机制；
3）DNA断裂修复信号通路和细胞凋亡信号通路在卵母细胞发育过程中交互对话和转换的分子机制。
3、卵母细胞减数分裂阻滞与恢复调控机制
1）卵母细胞减数分裂阻滞与恢复调控新机制的发掘； 2）卵母细胞减数分裂阻滞与恢复基因调控网络；
3）颗粒细胞与卵母细胞的交叉对话在减数分裂阻滞与恢复中的作用。 4、卵母细胞减数分裂染色体精确分离调节
1）卵母细胞减数分裂过程中染色体正确分离的纺锤体检验点调节； 2）染色体交叉和粘合与染色体正确分离间的关系；
3）卵子老化非整倍性增加与纺锤体检验点及染色体粘合之间的关系。
二、预期目标
(一)本项目的总体目标
本项目以阐明雌性生殖细胞减数分裂的调控机理为目标，通过对控制雌性生殖细胞减数分裂起始、卵母细胞生长起始、DNA断裂和重组修复、减数分裂阻滞和恢复以及两次细胞分裂过程中染色体精确分离关键基因/蛋白的研究，探讨卵母细胞减数分裂正确有序发生的分子基础，为卵子发生异常相关疾病的诊治以及辅助生殖技术的完善提供理论基础。通过该项目的开展，进一步完善我国在卵子发生尤其是减数分裂调控研究的现代化系统研究平台，培育和造就一批在国际上具有影响力、在国内具有引领作用的优秀中青年研究人才，发展成为该领域国际领先行列的研究团队，并为我国在该领域的持续发展奠定基础。 （二） 五年预期目标
1) 利用原始生殖细胞、颗粒细胞和卵母细胞特异基因敲除技术，发现3-5个在减数分裂启动、原始卵泡形成和卵泡募集过程中发挥关键作用的基因/蛋白，并阐明其调节机制；
2) 阐明决定卵母细胞DNA同源重组修复位点和频率的分子机制及在卵母细胞命运和染色体数目稳定等方面的作用；
3）通过离体和在体研究手段解析卵母细胞减数分裂阻滞和恢复分子机制； 4）阐明控制卵母细胞（包括人卵母细胞）减数分裂染色体分离机制及影响因素，为提高卵子质量，防止或降低非整倍性卵子产生提供理论基础；
5）争取在国际一流杂志上发表6-8篇论文，在生命科学领域有重要影响的刊物或生殖生物学领域一流刊物发表论文50-80篇，申请专利4-6项；造就一支高水平的、具有重要国际影响力的卵母细胞减数分裂科研队伍，培养博士研究生约50-60名，博士后研究人员15名左右。
三、研究方案
（一）学术思路
生殖健康是人类健康的重要内容。雌性生殖细胞减数分裂异常和卵子质量下降是导致不孕不育及出生缺陷等诸多生殖相关疾病最主要的内在因素，因而减数分裂的精确调控是保证卵子正常发生和维持女性生殖健康的关键环节。因此，本项目针对“减数分裂过程如何受到精确调节进而决定雌性生殖细胞的质量”这一关键科学问题，以减数分裂进程为主线，从卵母细胞减数分裂的起始、阻滞与恢复以及遗传物质稳定性维持机制等方面，研究雌性生殖细胞减数分裂调控的分子基础，以期阐明确保卵子发生过程中减数分裂各核心事件依序精确发生的重大基础科学问题，为减少由于减数分裂异常而引发的不孕不育、自发流产和出生缺陷提供新的靶点，并为辅助生殖技术的完善提供技术保障（图1）。
图1，学术思路示意图
（二）技术途径
本项目以小鼠和果蝇为主要材料，利用遗传学、生物化学、细胞生物学、基
雌性生殖细胞减数分裂的分子基础
