Исследователи раскрыли материнско-отцовские конфликты на генетическом уровне

Учёные из Института Биокомплексности Виргинского политехнического университета показали, что яйцеклетки активно подавляют сотни отцовских генов, кодирующих рибосомную РНК (rRNA) — «белковые фабрики» клетки. Это подавление сохраняется на протяжении всей жизни организма.

Открытие, опубликованное в Proceedings of the Royal Society B, демонстрирует неортодоксальное поведение в наследовании и экспрессии генов, включая ранее неизвестные конфликты между родительскими геномами. Информация проливает свет на клеточные процессы, эволюцию и болезни человека.

Рибосомная РНК (rRNA) — одна из самых древних генетических последовательностей на Земле в эволюционном плане, предположительно существовавшая ещё до появления самой ДНК. Она критически важна для метаболического здоровья, и её повреждение может вызывать тяжёлые заболевания.

Для изучения последовательностей rRNA, которые обычно являются избыточными, повторяющимися и сложными для понимания, исследователи обратились к шпорцевым лягушкам (Xenopus).

«Шпорцевые лягушки с их большими, сложными гибридными геномами — золотая жила для исследователей, интересующихся тем, как эволюционируют как структура генома, так и его регуляция», — сказал Павел Михалок, доцент Института Биокомплексности и автор-корреспондент исследования.

В ходе работы учёные обнаружили, что материнские гены контролируют rRNA неожиданным образом. Вскоре после оплодотворения яйцеклетка не даёт отцовским генам экспрессироваться. Хотя отцовские гены передаются по наследству, они остаются неактивными, если не оказываются на материнской хромосоме.

Изначально команда изучала другое явление в геномах шпорцевых лягушек — нуклеолярный доминантность. Нуклеолус собирает рибосомные субъединицы и производит rRNA в клетке.

Нуклеолусы — это особые ядерные компартменты, где генерируется большая часть rRNA. Нуклеолярный доминантность возникает, когда гибридные нуклеолусы недоразвиты, и производство rRNA снижено. У вновь полученных гибридов шпорцевых лягушек разных видов есть только один нуклеолус, хотя у их чистопородных родителей развиваются два.

«Чтобы понять связь между материнским контролем над rRNA и нуклеолярным доминантностью, определённо потребуется больше работы», — отметил Михалок.

Работа по изучению РНК и материнского контроля — один из примеров того, как вычислительные и геномные ресурсы способствовали углублению нашего понимания сложностей наследственности.