WANG LAB

減數分裂是有性生殖中關鍵的分水嶺，使染色體數目成套減半，同時產生遺傳重組的配子，對於真核生物的遺傳扮演重要的角色。在植物與農業的研究上，減數分裂亦是重要。當減數分裂異常時，往往造成植株不稔，並嚴重影響結實率。另外，減數分裂時發生的同源染色體配對重組，可打斷遺傳連鎖，提供下一代不同的基因型組合。透過去蕪存菁的選拔，即為育種的基礎。本實驗室致力於了解在植物中，減數分裂同源染色體配對與重組的分子機制以及減數分裂細胞週期起始及終止的調控。

以玉米為材料
減數分裂的研究十分依賴顯微鏡的觀察，而阿拉伯芥與水稻等模式植物的減數分裂細胞較小，限制了染色體製備與細胞學的觀察。我們利用玉米花粉母細胞的特性突破上述的困難，使用超高解析度光學顯微鏡，研究減數分裂的過程與分子機制。同時發展減數分裂細胞高通量分離技術，使基因組學與蛋白質體學得以運用於減數分裂研究上。

減數分裂起始
減數分裂起始的機制是個生物學上相當重要的題目。我們藉由標定生殖細胞的DNA複製，發現減數分裂開始前，所有細胞經過一段特化的細胞週期暫停，以使減數分裂S週期同步起始。我們並發現MAC1和AM1分別對於細胞週期同步化和進入減數分裂S期非常重要。我們目前透過對其功能的分析，以及系統性地了解轉錄組及蛋白質體在其中的變化，以了解關鍵的基因和機制。

減數分裂結束
在被子植物中，減數分裂結束後，單倍體胞子必須重新進行有絲分裂以產生配子體，也就是成熟花粉粒或是胚囊。細胞如何終止減數分裂，轉換成有絲分裂少有研究。玉米po1突變株由Dr. George Beadle在1929年分離出來，其表型為減數分裂第二時期結束後，卻再次發生染色體分離。我們發現PO1為一個具TPR模組的蛋白質，利用定量定性的蛋白質體學分析，我們發現PO1可能透過調節末期促進複合體，影響蛋白質降解來控制減數分裂週期。

同源染色體如何完成配對及重組?
減數分裂第一時期中，同源染色體彼此配對並發生DNA重組。同時，聯會複合體在同源染色體間形成，緊密的連結同源染色體並調節染色體間的重組。這時同源染色體間的配對，聯會和基因重組皆為減數分裂時重要的過程，才得以正確產生單配體的配子細胞。染色體如何認得其同源染色體？又如何與聯會複合體之形成彼此協調？染色體重組的位置如何決定？我們研究這些非常重要又有趣的問題。我們藉著研究數個參與的蛋白質，來了解配對重組及聯會這個相當動態的過程。

Maize synaptonemal complex
Green: axial element　Red: central element