Неправилната работа на гените Srr1 и Skb1 води до мащабни промени на хромозомите в ДНК

Изследователи от Университета в Осака, Япония, установяват, че мащабните промени в структурата на хромозомите в ДНК на многоклетъчни живи същества възникват в резултат на общата и не по правилата работа на гените Srr1 и Skb1.

Изследването дава нова информация за генетичната мутация грубо хромозомно пренареждане (GCR).

Проучването

Учените анализират делящи се дрожди, за да идентифицират два ключови гена, които участват в процеса на грубо хромозомно пренареждане.

Екипът насочва вниманието си към центромера – района, който има важно значение за разделянето на хромозомите по време на клетъчното делене. Причината да се фокусират върху него е, че в центромера са разположени повтарящи се ДНК последователности, а GCR се появява точно в такива области.

Ключовият ензим, който участва в рекомбинацията на ДНК и обменя генетичен материал, е Rad51. Оказва се обаче, че той потиска, вместо да насърчава грубото хромозомно пренареждане в центромера.

Както пояснява един от изследователите проф. Такуро Накагава, за да открият гени, които участват в появата на GCR, учените въвеждат мутации на дрожди, в които Rad51 не присъства и които показват повишени нива на пренареждане.

„Търсихме клетки, при които има намалени нива на грубо хромозомно пренареждане. Така открихме, че клетките с мутации в гените Srr1 и Skb1 имат точно такива нива, а това предполага, че те играят роля в появата на GCR“, казва проф. Такуро Накагава.

В търсене на отговори на множеството въпроси учените отглеждат 24 000 култури от дрожди, всички те с повреден ген Rad51 и с други промени в структурата на генома. По този начин проследяват как мутациите влияят на честотата на мащабните пренареждания на ДНК.

>>>ДНК тест успява да идентифицира близо 50 редки болести

Следващата стъпка на изследователите е да изтрият двата гена в дрождите, които са без Rad51 и откриват, че в клетките, където Srr1 и Skb1 не присъстват нивата на GCR са много ниски.

Техните мутации намаляват вероятността да има радикални промени в структурата и числеността на хромозомите.

„Анализът ни показа, че Srr1 и Skb1 участват във формирането на изохромозоми, които са вид структурна мутация в хромозомата. Загубата на единия или на другия ген води до значително намаляване на броя на изохромозомите“, обяснява проф. Пиюша Монгия, ръководител на изследването.

Изводи

Неправилната съвместна работа на Srr1 и Skb1 води до бързото образуване на изохромозоми, в резултат на което и при висок мутационен товар на двойните прекъсвания в структурата на ДНК на дрождите, се стига до мащабни пренареждания в структурата на генома.

Разбирането на тези процеси ще ускори изучаването на механизмите на образуване на мутации в раковите клетки.

>>>Изкуствен интелект, наречен Sybil, открива ранните признаци на рак на белите дробове

Констатациите на екипа са важна стъпка към разбирането на механизмите, които стоят в основата на грубото хромозомно пренареждане в центромера, тъй като именно то участва в различни заболявания, сред които и рака. И колкото по-ясни са тези процеси, толкова по-бързо ще бъдат изучени начините, по които се образуват мутациите в раковите клетки.

Изследователите са убедени, че знанието затова ще подобри способностите да бъдат лекувани различни генетични заболявания.

Проучването е публикувано в Communications Biology.