有丝分裂和减数分裂当中染色体分离具有严格的时空性,使细胞如实的将遗传信息传递给后代。姐妹染色单体连接在染色体分离中扮演着重要的角色,这种连接的主要中介是环状多蛋白复合物cohesirin。Shugoshin(Sgo/SGO)在果蝇、玉米、水稻、酵母、非洲爪蟾、小鼠及Hela细胞染色体分离当中的作用都有研究报道,该蛋白家族的主要作用是保护着丝粒粘连蛋白cohesin,维持姐妹染色单体的连接,特别是在第一次减数分裂过程中。除此之外,Sgo/SGO在有丝分裂中还有多个作用,对于细胞分裂进程和染色体分离至关重要。目前对SGO在哺乳动物的正常成体细胞及卵母细胞中的研究及其少见,仅在小鼠中进行了有限的探索。本研究分析了SGO1/Sgol在牛、大鼠和小鼠组织中的表达水平的变化,对牛体细胞中SGO1的功能进行了初步分析,确定了它在牛卵母细胞减数分裂过程中的分布位置,并进一步用超表达和低表达的方法探讨了SGO1在牛卵母细胞减数分离和早期胚胎发育过程中的作用。实验成果对于明晰脊椎动物特别是哺乳动物中SGO1的作用具有重要的参考价值,主要研究结果如下：1.SGO1/Sgol在牛、大鼠和小鼠组织中的表达水平通过实时定量PCR方法,检测了三个哺乳动物物种中SGO1/Sgol的mRNA水平。SGO1/Sgol的表达存在物种差异性、组织差异性和性别差异性,但其表达水平有一定的规律可循。SGO1/Sgol在大鼠和小鼠的胰腺、大脑、肾脏、心脏、肝脏、肌肉、延髓和肺等组织中的表达量都相对较低,而在小鼠、雄性大鼠和母牛脾脏中的表达水平较高,SGO1/Sgol在雌性大鼠小肠中的表达量最多,在公牛睾丸组织中高表达。2.SGO1在牛胎儿成纤维细胞中的作用通过向同步化的细胞中转染siRNA的方法来研究SGO1对哺乳动物细胞有丝分裂染色体分离的影响。削减SGO1的表达会引起着丝粒和染色体臂上的姐妹染色单体连接提前消失,造成牛胎儿成纤维细胞的有丝分裂阻滞。成对排列的无连接染色体无法移向细胞的两极,逐渐的凝集成短棒状,最后散在的单个染色体杂乱的分布于细胞中,形成多倍体细胞。3.SGO1在牛卵母细胞减数分裂成熟过程中的定位通过注射带有标记的外源SGO1mRNA到GV期卵母细胞胞质的方法,来分析SGO1在牛卵母细胞减数分裂染色体上的分布情况。SGO1自第一次减数分裂前中期至第二次减数分裂中期,都定位在染色体上,但并不完全重合,它并不分布于整条染色体臂上,而是在某些部位呈现点状富集。在第一次减数分裂中,每条染色体上都有SGO1信号,进入第二次减数分裂以后,SGO1只在核上有表达并在某些位点显示较强的着色,极体中检测不到SGO1信号。4.SGO1对牛卵母细胞减数分裂和早期胚胎发育的影响通过显微注射SGO1特异的siRNA或者mRNA到卵母细胞胞质的方法,探讨超表达和低表达SGO1对卵母细胞分裂进程和植入前胚胎发育的影响。SGO1参与调控染色体的分离。外源过表达SGO1不会影响同源染色体的分离,但分开的染色体无法移向细胞的两极,呈现一个不规则的中期样排列。干扰SGO1的表达会引起卵母细胞分裂阻滞,早期胚胎发育受到影响,囊胚率和囊胚细胞数减少。