Белок xnd-1 определяет места обмена генетическим материалом при образовании яйцеклеток и сперматозоидов
Исследователи из Медицинской школы Университета Питтсбурга обнаружили регуляторный белок, который влияет на то, где именно происходит обмен сегментами ДНК (кроссинговер) между материнскими и отцовскими хромосомами в процессе образования половых клеток (гамет). Результаты, проливающие свет на причины хромосомных ошибок и генетического разнообразия, опубликованы в журнале Nature.
- Суть процесса: Для поддержания правильного числа хромосом (46) у эмбриона яйцеклетки и сперматозоиды содержат по 23 хромосомы. При их формировании происходит рекомбинация — обмен участками ДНК между гомологичными хромосомами родителей, что увеличивает генетическое разнообразие потомства.
- Роль кроссинговера: Этот обмен критически важен для правильного расхождения хромосом в половые клетки. Сбои в процессе — ведущая причина бесплодия у людей, так как могут приводить к рождению потомства с неправильным числом хромосом.
- Ключевое открытие: Изучая круглого червя C.
elegans, учёные обнаружили, что мутация в белке X
non-disjunction factor (xnd-1) кардинально меняет «ландшафт
кроссинговера»:
- Обмен ДНК начинает происходить в богатых генами центральных областях хромосом, а не на их концах, как в норме.
- На X-хромосоме кроссинговер часто вообще не происходит.
- Значимость: xnd-1 — первый известный ген в любой системе, специфически необходимый для расхождения одиночных хромосом (в данном случае X-хромосомы).
- Механизм действия: Белок xnd-1 влияет на упаковку ДНК в хроматин в ядре клетки. Он изменяет эволюционно консервативный компонент хроматина, и именно эта упаковка напрямую ответственна за эффекты на формирование кроссинговера.