Учёные открыли динамику «лишней» хромосомы у плодовых мушек

Исследователи из Института медицинских исследований Стоуэрс раскрыли динамику новой, очень молодой хромосомы у плодовых мушек, которая похожа на хромосомы, возникающие у людей и связанные с устойчивым к лечению раком и бесплодием. Эти находки могут однажды привести к созданию более целенаправленных методов терапии.

Новое исследование, опубликованное в Current Biology 4 мая 2023 года, показывает, как эта маленькая хромосома, возникшая менее 20 лет назад, сохраняется в одной лабораторной линии плодовой мушки Drosophila melanogaster, и коррелирует с добавочными (лишними) хромосомами у людей.

Предыдущие исследования лаборатории Скотта Хоули впервые идентифицировали эти маленькие добавочные хромосомы, но об их форме, функции или динамике во время деления клетки было мало известно. Постдокторант Стейси Хэнлон поняла, что это открытие может стать идеальной системой для изучения того, как возникают новые хромосомы.

Добавочные хромосомы у людей обнаруживаются в раковых клетках и часто мешают действию препаратов, нацеленных на опухоли, что делает такие виды рака (например, остеосаркому) трудными для лечения. Кроме того, наличие добавочных хромосом у мужчин может нарушать нормальное расхождение хромосом при производстве сперматозоидов, что может вызывать бесплодие.

Эти генетические элементы, называемые B-хромосомами (в отличие от стандартного набора «А» из основных хромосом), естественным образом появились в одной лабораторной популяции мух в лаборатории Хоули. Теперь исследователи наблюдают рождение и эволюцию хромосомы менее чем за два десятилетия.

Хэнлон обнаружила, что B-хромосомы мух поддерживаются механизмом, называемым «мейотическим драйвом», который позволяет им восставать против обычных правил наследования. B-хромосомы «проталкиваются» в следующее поколение во время формирования яйцеклетки, чтобы обеспечить своё сохранение более чем у половины потомства.

Мейотический драйв — мощная сила, которая может формировать эволюцию геномов. Эти находки можно использовать для понимания механизмов, обеспечивающих честность мейоза и предотвращающих процветание «читеров», таких как B-хромосомы.

Кроме того, Хэнлон изучает, как специфические мутации могут приводить к разрыву хромосом и формированию новых хромосом, раскрывая механизм возникновения добавочных хромосом и их превращения в обязательные компоненты генома.

Понимание того, как возникают добавочные хромосомы и какова их структура, потенциально может выявить их уязвимости. Это может позволить разработать потенциальные терапевтические мишени для борьбы с проблемными добавочными хромосомами у людей.