_ Mutația rezolvă un secol -vechi mister în meioză

O screening genetic de mare capacitate a mutanților cu viteză de încrucișare meiotică la Arabidopsis thaliana a dezvăluit un mister vechi de un secol în științele vieții.

O echipă de cercetare, formată al profesorului Kyuha Choi, Dr. Jaeil Kim și Ph.D. candidatul Heejin Kim de la Departamentul de Științe Vieții de la Universitatea de Știință și Tehnologie Pohang (POSTECH), a dezvăluit mecanismul molecular responsabil pentru interferența încrucișată în timpul meiozei, un model biologic la nivel de cromozom.

Descoperirile de la aceste cercetări au fost publicate pe 20 februarie în Nature Plants.

În organismele care se reproduc sexual, indivizii seamănă cu părinții sau frații lor. În ciuda asemănărilor izbitoare, este esențial să recunoaștem că identicitatea absolută este de neatins. Această variație este atribuită procesului de meioză, care generează celule reproducătoare precum spermatozoizii și ouăle la animale sau polenul și ovulele la plante. Spre deosebire de diviziunea celulară somatică, care duplică și împarte genomul în mod identic, meioza creează celule reproductive diverse din punct de vedere genetic printr-un mecanism cunoscut sub numele de încrucișare.

Meioza și încrucișarea joacă roluri esențiale în biodiversitate și au implicații semnificative în reproducere, unde selecția și se produce cultivarea de trăsături superioare în culturi.

De obicei, majoritatea speciilor de animale și plante prezintă minimum una și maximum trei încrucișări per pereche de cromozomi omologi. Capacitatea de a controla numărul acestor încrucișări ar putea duce la cultivarea culturilor cu trăsături specifice dorite. Cu toate acestea, obținerea unui astfel de control a fost o provocare din cauza „fenomenului de interferență încrucișată”.

Interferența încrucișată, în care o încrucișare inhibă formarea altei încrucișări în apropiere de-a lungul aceluiași cromozom, a fost identificată inițial de geneticianul muștei fructelor. Hermann J. Muller în 1916. În ciuda eforturilor persistente ale cercetătorilor în ultimul secol de la descoperirea sa, abia recent mecanismele care stau la baza interferenței încrucișate au început să-și dezvăluie secretele.

În această cercetare, echipa a utilizat o metodă de notare a semințelor fluorescente de mare capacitate pentru a măsura direct frecvența de încrucișare la plantele Arabidopsis. Printr-un screening genetic, ei au identificat un mutant numit hcr3 (rată de încrucișare ridicată3) care a prezentat o rată de încrucișare crescută la nivel genomic.

O analiză ulterioară a arătat că încrucișările crescute în hcr3 a fost atribuită unei mutații punctuale în gena J3, care codifică o co-chaperonă înrudită cu proteina HSP40. Această cercetare a demonstrat că o rețea care implică co-chaperona HCR3/J3/HSP40 și însoțitorul HSP70 controlează interferența și localizarea încrucișării, facilitând degradarea proteinei pro-încrucișate, HEI10 ubiquitin E3 ligaza.

Aplicarea de abordările ecranului genetic pentru a descoperi calea de interferență și inhibiție încrucișată au abordat cu succes un puzzle vechi de un secol în științele vieții.

Profesorul POSTECH Kyuha Choi a declarat: „Aplicarea acestei cercetări în agricultură ne va permite să acumulăm rapid trăsături benefice. , reducând astfel timpul de reproducere. Sperăm că această cercetare va contribui la ameliorarea de noi soiuri și la identificarea variațiilor naturale utile responsabile de trăsături dezirabile, cum ar fi rezistența la boli și stresul mediului, productivitate îmbunătățită și producție de mare valoare."

(Fluierul)