Ключевой ген для деления клеток впервые классифицирован

Ген KINETOCHORE NULL2 (KNL2) играет важную роль во включении гистона CenH3 в центромеру хромосом, что критически для клеточного деления. Этот же ген важен для производства двойных гаплоидов, что значительно ускоряет получение гомозиготных линий в селекции растений. Международная исследовательская группа под руководством Института Лейбница IPK впервые реконструировала эволюционную историю гена и классифицировала его. Результаты опубликованы в Molecular Biology and Evolution.

• Роль центромеры и кинетохора: Во время митотического и мейотического деления веретено деления связывается с хромосомами через центромеру. Центромера состоит из ДНК и белкового комплекса — кинетохора, который обеспечивает правильное распределение хромосом между дочерними клетками и поддерживает стабильность генома у эукариот.
• Значение CenH3 и KNL2: Гистон CenH3 необходим для формирования и функции кинетохора. Его включение в центромеру во многом определяется белком KNL2.
• Практическое применение: Манипулирование геном KNL2 уже позволило получать двойные гаплоиды у модельного растения Arabidopsis thaliana. Это сокращает время выведения гомозиготных линий с пяти и более поколений до одного, что революционно для селекции.
• Эволюционная история: Учёные реконструировали эволюцию гена KNL2 в царстве растений. Результаты показали, что ген претерпел три независимых древних дупликации у папоротников, злаков и двудольных.
• Классификация: Ранее не классифицированные гены KNL2 разделены на две группы: αKNL2 и βKNL2 у двудольных, а также γKNL2 и δKNL2 у злаков.
• Новый кандидат для селекции: Исследование подтвердило, что недавно идентифицированный вариант βKNL2 у арабидопсиса также участвует в локализации CenH3 в центромере и контроле деления клеток, как и вариант αKNL2. Это делает βKNL2 новым кандидатом для использования в подходах по индукции гаплоидии.

Исследование даёт новое понимание эволюционной диверсификации гена KNL2 и предполагает, что специфичные для растений дуплицированные гены KNL2 значительно влияют на центромеру и кинетохор, участвуя в поддержании стабильности генома.