Abstract During meiosis, protein ensembles in the nuclear envelope (NE) containing SUN- and KASH-domain proteins, called linker nucleocytoskeleton and cytoskeleton (LINC) complex, promote the chromosome motion. Yeast SUN-domain protein, Mps3, forms multiple meiosis-specific ensembles on NE, which show dynamic localisation for chromosome motion; however, the mechanism by which these Mps3 ensembles are formed during meiosis remains largely unknown. Here, we showed that the cyclin-dependent protein kinase (CDK) and Dbf4-dependent Cdc7 protein kinase (DDK) regulate meiosis-specific dynamics of Mps3 on NE, particularly by mediating the resolution of Mps3 clusters and telomere clustering. We also found that the luminal region of Mps3 juxtaposed to the inner nuclear membrane is required for meiosis-specific localisation of Mps3 on NE. Negative charges introduced by meiosis-specific phosphorylation in the luminal region of Mps3 alter its interaction with negatively charged lipids by electric repulsion in reconstituted liposomes. Phospho-mimetic substitution in the luminal region suppresses the localisation of Mps3 via the inactivation of CDK or DDK. Our study revealed multi-layered phosphorylation-dependent regulation of the localisation of Mps3 on NE for meiotic chromosome motion and NE remodelling.

SUMMARY Oocyte quality control culls eggs with defects in meiosis. In mouse, oocyte death is triggered by defects in chromosome synapsis and recombination, which involve repair of programmed DNA double-strand breaks (DSBs) between homologous chromosomes. We show that RNF212, a SUMO ligase required for crossing over, also mediates oocyte quality control. Both physiological apoptosis and wholesale oocytes elimination in meiotic mutants require RNF212. RNF212 sensitizes cells to DSB-induced apoptosis within a narrow window when chromosomes desynapse during the transition into quiescence. Analysis of DNA damage during this transition implies that RNF212 impedes DSB repair. Consistently, RNF212 is required for HORMAD1, a negative regulator of inter-sister recombination, to associate with desynapsing chromosomes. We infer that oocytes impede repair of residual DSBs to retain a “memory” of meiotic defects that enables quality control processes. These results define the logic of oocyte quality control and suggest RNF212 variants may influence transmission of defective genomes.

Meiosis produces haploid gametes through a succession of chromosomal events including pairing, synapsis and recombination. Mechanisms that orchestrate these events remain poorly understood. We found that the SUMO-modification and ubiquitin-proteasomes systems regulate the major events of meiotic prophase in mouse. Interdependent localization of SUMO, ubiquitin and proteasomes along chromosome axes was mediated largely by RNF212 and HEI10, two E3 ligases that are also essential for crossover recombination. RNF212-dependent SUMO conjugation effected a checkpoint-like process that stalls recombination by rendering the turnover of a subset of recombination factors dependent on HEI10-mediated ubiquitylation. We propose that SUMO conjugation establishes a precondition for designating crossover sites via selective protein stabilization. Thus, meiotic chromosome axes are hubs for regulated proteolysis via SUMO-dependent control of the ubiquitin-proteasome system.

The MutSγ complex, Msh4-Msh5, binds DNA joint-molecule (JM) intermediates during homologous recombination to promote crossing over and accurate chromosome segregation at the first division of meiosis. MutSγ facilitates the formation and biased resolution of crossover-specific JM intermediates called double Holliday junctions. Here we show that these activities are governed by regulated proteasomal degradation. MutSγ is initially inactive for crossing over due to an N-terminal degron on Msh4 that renders it unstable. Activation of MutSγ requires the Dbf4-dependent kinase, Cdc7 (DDK), which directly phosphorylates and thereby neutralizes the Msh4 degron. Phosphorylated Msh4 is chromatin bound and requires DNA strand exchange and chromosome synapsis, implying that DDK specifically targets MutSγ that has already bound nascent JMs. Our study establishes regulated protein degradation as a fundamental mechanism underlying meiotic crossover control.

Abstract Reactive oxygen species (ROS)‐induced oxidative DNA damages have been considered the main cause of mutations in genes, which are highly related to carcinogenesis and tumour progression. Extracellular vesicles play an important role in cancer metastasis. However, the precise role of DNA oxidative damage in extracellular vesicles (EVs)‐mediated cancer cell migration and invasion remains unclear. Here, we reveal that ROS‐mediated DNA oxidative damage signalling promotes tumour metastasis through increasing EVs release. Mechanistically, 8‐oxoguanine DNA glycosylase (OGG1) recognises and binds to its substrate 8‐oxo‐7,8‐dihydroguanine (8‐oxoG), recruiting NF‐κB to the synaptotagmin 7 (SYT7) promoter and thereby triggering SYT7 transcription. The upregulation of SYT7 expression leads to increased release of E‐cadherin‐loaded EVs, which depletes intracellular E‐cadherin, thereby inducing epithelial‐mesenchymal transition (EMT). Notably, Th5487, the inhibitor of DNA binding activity of OGG1, blocks the recognition and transmission of oxidative signals, alleviates SYT7 expression and suppresses EVs release, thereby preventing tumour progression in vitro and in vivo. Collectively, our study illuminates the significance of 8‐oxoG/OGG1/SYT7 axis‐driven EVs release in oxidative stress‐induced tumour metastasis. These findings provide a deeper understanding of the molecular basis of cancer progression and offer potential avenues for therapeutic intervention.