Mokslininkų komanda pirmą kartą klasifikuoja pagrindinį ląstelių dalijimosi geną

Mokslininkų komanda pirmą kartą klasifikuoja pagrindinį ląstelių dalijimosi geną
Molekulinė biologija ir evoliucija (2022). DOI: 10.1093/molbev/msac123″ width=“800″ height=“530″/>

KNL2 geno homologų identifikavimas pagrindinėse augalų linijose. (A) KNL2 baltymų struktūra Arabidopsis. SANTA domenas ir CENPC-k motyvas pažymėti skirtingų spalvų langeliais. (B) KNL2 homologų skaičius 90 tipiškų augalų rūšių. Filogenetinis medis perimtas iš NCBI bendro medžio. Mėlynos, žalios ir oranžinės spalvos rūšių pavadinimai nurodo atitinkamai dumblius, bryofitus ir kraujagyslių augalus. Raudonos užpildytos dėžutės reiškia, kad negalėjome gauti KNL2 iš šių rūšių. (C) Nagrinėjamų rūšių filogenetiniai ryšiai buvo pritaikyti iš Banks ir kt. (2011). (D) KNL2 homologų, nustatytų analizuotuose kryžmažiedžių (Brassicaceae) genomuose, skaičius. Kreditas: Molekulinė biologija ir evoliucija (2022). DOI: 10.1093/molbev/msac123

Genas KINETOCHORE NULL2 (KNL2) vaidina svarbų vaidmenį įtraukiant histoną CenH3 į chromosomų centromerą ir todėl yra svarbus ląstelių dalijimuisi. Tas pats genas taip pat svarbus dvigubų haploidų gamybai, su kuriais galima gerokai paspartinti homozigotinių augalų veisimui skirtų linijų susidarymą. Tarptautinė tyrimų grupė, vadovaujama IPK Leibnizo instituto, atkūrė geno evoliucijos istoriją ir pirmą kartą ją klasifikavo. Rezultatai dabar paskelbti m Molekulinė biologija ir evoliucija.

Gyvuose organizmuose ląstelės dalijasi ir dauginasi dviem būdais – mitoze ir mejoze. Mitozė sukelia dvi identiškas dukterines ląsteles, o mejozės metu susidaro keturios lytinės ląstelės.

Mitozinio ir mejozinio ląstelių dalijimosi metu verpstės skaidulos suriša chromosomas per specialią sritį, vadinamą centromera, kad atskirtų seserines chromatides. Centromerą sudaro centromerinė DNR ir daugelio baltymų kompleksas, kinetochoras.

Kinetochoras užtikrina teisingą chromosomų atskyrimą (pasiskirstymą) tarp dviejų dukterinių ląstelių ir taip palaiko eukariotinių organizmų genomo stabilumą.

Augaluose dėl centromero (kinetochoro) funkcijos defektų dažnai susidaro ląstelės su nenormaliu chromosomų skaičiumi (poli- ir (arba) aneuploidija), o tai lemia nenormalų augalų vystymąsi. Gyvūnams ir žmonėms centromero (kinetochoro) funkcijos defektai sukelia apoptozę ir ląstelių mirtį arba vėžio atsiradimą ir progresavimą, taip pat įvairius genetinius sutrikimus.

Histonas CenH3 yra būtinas kinetochoro susidarymui ir funkcijai. Jis įtraukiamas į centromerą kelių pakopų procese, kurį, be kelių kitų veiksnių, daugiausia lemia specifinis baltymas, vadinamas KINETOCHORE NULL2 (KNL2).

Manipuliuojant KNL2, jau buvo įmanoma pagaminti dvigubus haploidus pavyzdiniame augale Arabidopsis thaliana. Tai labai svarbu, nes leidžia sukurti homozigotines linijas tik per vieną kartą, o ne penkias ar daugiau, kaip paprastai būna tradicinio veisimo atveju.

Siekdama suprasti KNL2 geno kilmę ir įvairinimą, tarptautinė mokslininkų komanda, vadovaujama IPK Leibnizo instituto, rekonstravo jo evoliucijos istoriją augalų karalystėje.

„Mūsų rezultatai rodo, kad KNL2 genas augaluose patyrė tris nepriklausomus senovės dubliavimus paparčiuose, žolėse ir eudicotyledonuose“, – sakė dr. Inna Lermontova, IPK Kinetochore biologijos tyrimų grupės vadovė. „Be to, mums pavyko parodyti, kad anksčiau neklasifikuoti KNL2 genai gali būti suskirstyti į dvi grupes: αKNL2 ir βKNL2 eudicotyledonuose ir γKNL2 ir δKNL2 žolėse.“

„Mes taip pat patvirtinome, kad neseniai nustatytas Arabidopsis βKNL2 variantas vaidina CenH3 centromerinės lokalizacijos ir ląstelių dalijimosi kontrolę, kaip buvo įrodyta αKNL2 variantui. Todėl manome, kad βKNL2 yra naujas kandidatas naudoti haploidinei indukcijai. požiūriai“.

Apskritai tyrimas suteikia naują supratimą apie KNL2 geno evoliucinę įvairovę ir rodo, kad augalams būdingi pasikartojantys KNL2 genai daro didelę įtaką centromerui ir kinetochorai, todėl taip pat yra susiję su genomo stabilumo palaikymu.



Daugiau informacijos:
Sheng Zuo ir kt., Pasikartojantys augalams būdingi KNL2 dubliavimai ir jo konservuota funkcija kaip kinetochoro surinkimo faktorius, Molekulinė biologija ir evoliucija (2022). DOI: 10.1093/molbev/msac123

Pateikė Leibnizo augalų genetikos ir pasėlių augalų tyrimų institutas

Citata: Mokslininkų grupė pirmą kartą klasifikuoja pagrindinį ląstelių dalijimosi geną (2022 m. liepos 8 d.), gautą 2022 m. rugpjūčio 9 d. iš https://phys.org/news/2022-07-team-key-gene-cell-division.html

Šis dokumentas yra saugomas autorių teisių. Išskyrus bet kokius sąžiningus sandorius privačių studijų ar mokslinių tyrimų tikslais, jokia dalis negali būti atkuriama be raštiško leidimo. Turinys pateikiamas tik informaciniais tikslais.

Parašykite komentarą

El. pašto adresas nebus skelbiamas.