شکستن سخت است برای انجام (به خصوص برای کروموزوم جنسی)

آوریل 27, 2020, NEW YORK, NY - به عنوان رفتن کروموزوم X و Y را یک جفت ارز بعید است. X بزرگ است و شامل هزاران نفر از ژن های مهم برای زندگی است. Y مقابل است کمی بیش از یک تکه. هدف اصلی آن این است که به ارائه دستورالعمل برای شروع نر توسعه و ساخت ، در عین حال این دو بسیار متفاوت کروموزوم باید با هم کار کنند اگر آنها به دیدار و جفت به درستی در طی میوز -- این فرم خاص از تقسیم سلولی است که باعث ایجاد اسپرم و تخم مرغ.

چگونه این اتفاق می افتد باقی مانده است مرموز برای چند دهه. اما دانشمندان در اسلون کترینگ موسسه در حال حاضر آن را نمیفهمد. پاسخ این شامل برخی از بسیار سنجیده شکستن و دوباره از DNA است.

شکستن یک موضوع میوز. در طی این فرایند هر کروموزوم های ما رو از ما مادران خطوط با هر کروموزوم های ما رو از ما پدران و دو تعویض قطعات. قبل از این مبادله می تواند رخ دهد DNA در کروموزوم باید عمدا شکسته شده است. مناطق که در حال تعویض هستند "متشابه" -- آنها در بر داشت در همان محل در طول کروموزوم و حاوی همان ژن (اگر چه خاص از توالی DNA هر یک ژن ممکن است کمی متفاوت).

نوترکیبی همولوگ بسیار بیشتر به چالش کشیدن برای مردان, چرا که بسیاری از کروموزوم X ربطی به جفت با. در واقع تنها بخش کوچکی از آن در حال حاضر کوچک کروموزوم Y است هر همسانی با X. این منطقه است که به نام pseudoautosomal منطقه (PAR) و آن را حیاتی برای اطمینان حاصل کنید که X و Y پیدا کردن راه خود را به های مختلف سلول های اسپرم.

دانشمندان برای مدت طولانی شناخته شده است که پر دستخوش شکستن و مبادله بخش در یک سطح است که حد جلبک آنچه انتظار می رود توجه به اندازه آن است.

"در بسیاری از کروموزوم DNA دو رشته ای می شکند به طور معمول رخ می دهد یک بار در هر 10 میلیون جفت می گوید:" اسکات Keeney, یک زیست شناس مولکولی در اسکی که مطالعات این پدیده است. "همتراز در موش کمتر از 1/10 که اندازه اما هنوز موفق به انجام مکرر دو رشته می شکند."

در یک مطالعه جدید منتشر شده مه 27 در مجله Natureدکتر Keeney و همکاران -- از جمله زیست شناس مولکولی لوران اکقواویوا و همکار دیرین ماریا Jasin -- نشان می دهد که چگونه این اتفاق می افتد.

چه در لکه?

کلید مناسب جفت از X و Y آنها کشف شده است و تکرار توالی DNA در همتراز که جذب چند دو رشته شکستن مربوط به پروتئین ها به این منطقه است. این پروتئین خوشه-که دکتر اکقواویوا لقب "حباب" -- تغییر معماری از کروموزوم در این منطقه در چنین راهی که پر می شود که نویسندگان آن "داغترین منطقه دو رشته شکستن تشکیل مرد ماوس ژنوم."

شبیه حباب دیده شده است در تصاویر منتشر شده از مطالعات. اما دکتر اکقواویوا -- یک همکار فوق دکترا در Keeney آزمایشگاه سرب محقق در این پروژه یک شرکت مربوطه نویسنده بر روی کاغذ -- برای اولین بار به تعریف آنچه در این حباب ها و اتصال آنها به hyper-تجمع دو رشته می شکند در این منطقه است.

"در نگاه اول حباب فقط مانند یک ظرف غذا شما ممکن است ببینید در میکروسکوپ اگر این آزمایش کار نمی کند" دکتر اکقواویوا می گوید. "اما آنها معلوم شد که به طور کامل قابل پیش بینی در تعداد و زمان و مکان پس از آن روشن شد که در واقع آنها ساختارهای بسیار پیچیده است که سلول های ایجاد شده بر روی هدف است."

در واقع او می گوید: این حباب کلیدی برای درک چگونگی پر DNA است که افسار به عنوان حلقه کوتاه به خطی محور است که ساختاری ستون فقرات از کروموزوم.

اگر کروموزوم X نیز دارای این همان تکرار توالی DNA دو کروموزوم X در زنان میوز به طور معمول انجام نمی ترکیب در این منطقه است. چرا که نه ؟ اسکی دانشمندان نشان می دهد که به این دلیل است که جفت شدن بین دیگر مناطق X تمایل به اتفاق می افتد برای اولین بار و به طور مستقیم مخالف شکستگی در پر.

این استراتژی از استخدام بیش از یک انتظار می رود سهم DNA-شکستن پروتئین ها ممکن است محدود به همتراز منطقه است. در یک مقاله منتشر شده در اوایل این ماه Keeney آزمایشگاه نشان داد که کروموزوم در جوانه زدن مخمر توسل به تاکتیک مشابه است.

پیشگامانه مشارکت

این اکتشافات جدید که ساخته شد در موش جدیدترین میوه دیرینه همکاری بین Keeney و Jasin labs در اسکی. "اسکات و من شروع همکاری در سال 1997 زمانی که او پیوست اسکی," او می گوید. "این مقاله ما خواهد بود 40th با هم. این یک ادای احترام به مشارکتی فضای اسکی." در واقع همراه سرمقاله منتشر شده همراه با مقاله جدید نوشته شده توسط سابق مشترک همکار Francesca کول در حال حاضر عضو هیات علمی در MD Anderson Cancer Center.

Drs. Jasin و Keeney هر دو علاقه مند به نوترکیبی همولوگ اما آنها را مکمل تخصص خود را به همکاری. دکتر Jasin متخصص در پستانداران دو رشته شکستن تعمیر و دکتر Keeney متخصص در چگونه مخمر می میوز.

ماه گذشته این تیم 39 مقاله منتشر شده در مجله علمی سلولی مولکولی. در آن آنها ارائه دقیق ترین نگاه در عین حال به چگونه دو رشته می شکند در حال تعمیر است. "من امیدوار هستم که آن را تغییر کتاب درسی نسخه چگونه DNA حرکت در اطراف در طول meiotic نوترکیبی" دکتر Jasin می گوید. "اما بسیاری از سوالات هیجان انگیز هنوز هم باقی می ماند و به پنجه." به عبارت دیگر stay tuned for more 'شکستن' اخبار از این تیم از دانشمندان است.

###

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! مسئول صحت اخبار منتشر شده به EurekAlert! با کمک موسسات و یا برای استفاده از هر گونه اطلاعات از طریق EurekAlert سیستم.