Дослідження, опубліковане в останньому випуску Nature Cell Biology, показало, що контроль гомеостазу має вирішальне значення в процесі формування сперми та яйцеклітин.

значення

Контроль гомеостазу відіграє вирішальну та прогресивну роль у процесі формування сперми та яйцеклітин. Робота, яка опублікована в електронному виданні Nature Cell Biology, пропагується Меморіальним центром Слоуна-Кеттерінга за співпраці Медичного інституту Говарда Хьюза в Нью-Йорку та Автономного університету Барселони.

Виробництво сперми та яйцеклітин з правильною кількістю хромосом залежить від кросинговерів хромосом у процесі, який називається мейозом. Таким чином, якщо є більше кросоверів, відбувається неправильна секреція хромосом, що, в свою чергу, призводить до сперматозоїдів з більшою чи меншою кількістю хромосом, що спричиняє анеуплоїдії, такі як синдром Дауна ".

"У цій статті ми вивчали, як регулюються ці процеси зшивання утворень, що пов'язано з тим, що під час мейозу відбуваються розриви в ДНК, які відновлюються двома шляхами: або шляхом конверсії генів - яка не включає обмін матеріалом між двома гомологічними хромосомами - або шляхом кросинговеру, що призводить до того, що дві гомологічні хромосоми залишаються об'єднаними, що потім дозволяє їм правильно сегрегувати під час мейотичного поділу ", - зазначив Ігнасі Ройг, професор-читач відділу цитології та Гістологія кафедри клітинної біології, фізіології та імунології Автономного університету Барселони.

Найвидатніший висновок роботи полягає в тому, що спостерігалося у ссавців, що так само, як це трапляється у дріжджів і глистів, змінюючи кількість розривів ДНК, створених на початку, процес, за допомогою якого вони будуть відремонтований кондиціонований.

Як пояснив дослідник, "у нормальної особи, яка виробляє багато розривів у ДНК, переважна більшість відновлюється шляхом генетичної конверсії, і лише меншість відновлюються як кросовери. Коли ви зменшуєте кількість розривів, що відбуваються для збереження кількість поперечних зв'язків, які мають сперматоцити, зменшується кількість репарацій, які відбуваються внаслідок конверсії генів. Таким чином, кількість зшивок залишається більш-менш постійною за рахунок перетворення генів. Цей факт важливий для хромосом правильно секретувати, отримуючи сперматоцити та яйцеклітини з правильною кількістю хромосом.

Близько 23-24 балів
На його думку, цей висновок є актуальним, оскільки існує велика мінливість щодо кількості розривів ДНК, що трапляються в мейозі ", і цей механізм дозволяє різним клітинам - навіть якщо одна виробляє сотню розривів, а наступна 200- закінчується приблизно 23-24 швами кросовера, приблизно ".

У випадку ссавців контроль є прогресивним і встановлюється під час мейотичної профази. "Ми бачимо розриви на початку, під час лептотену. Під час ремонту зиготену та пахітену вони виконуються з кросоверами в кінці цієї фази. Протягом усього цього процесу ми бачимо, як імплантується цей механізм управління. Або, іншими словами в іншому випадку мінливість, що існує, зменшується до мінімальної мінливості, яка спостерігається на стадії пахітену ", - описав Ройг.

Для дослідження використовували мишей з природним геном (дикого типу) та генетично модифікованих мишей, у яких розрив ДНК викликаний білком SPO11. Використовуючи мишей, дефектних для цієї трансестерази в гетерозиготності, кількість створених розривів зменшували. Крім того, мишей з двома копіями SPO11 використовували з додаванням двох копій, таким чином отримуючи більше розривів ДНК.

"Ми побачили, що навіть якщо у них були більші чи менші обриви, кількість кросоверів залишалося стабільним, що вказує на те, що ремонт пристосовується до кількості обривів, які є. І кількість кросоверів, які трапляються, завжди стабільна", - сказав він повторив.

(Nature Cell Biology; 2012; DOI: 10.1038/ncb2451).