Где ломается ДНК? Вот она — точка, с которой начинаются скрытые мутации
NewsMakerРобертсоновская загадка раскрыта…
Учёные из Института медицинских исследований Стоверса впервые точно определили место , где человеческие хромосомные структуры разрываются и объединяются, образуя так называемые робертсоновские хромосомы . Это открытие помогает объяснить давнюю генетическую загадку и показывает неожиданную роль повторяющихся участков ДНК в формировании геномов.
Исследованием руководил Леонардо Гомес де Лима, постдокторант из лаборатории Дженнифер Гертона. Результаты работы продемонстрировали, каким образом происходят такие фузии, почему они сохраняют устойчивость и какую ключевую функцию может выполнять репетитивный генетический материал, который раньше часто называли «мусорным». По словам самой Гертона, это первый случай, когда удалось установить точное место разрыва наследственного кода, и это открывает путь к новому пониманию эволюции хромосом.
Робертсоновские варианты встречаются примерно у одного человека из 800. Люди с подобными изменениями, как правило, остаются здоровыми, но наличие таких объединений повышает риск бесплодия, выкидышей или рождения ребёнка с синдромом Дауна . Теперь, когда удалось выявить конкретный участок разрыва, исследователи надеются, что в будущем это позволит давать более точные рекомендации и предлагать дополнительные возможности генетического консультирования.
Чтобы найти точку слияния, команда использовала технологию секвенирования длинных прочтений. Она позволяет анализировать протяжённые отрезки репетитивной ДНК , которые ранее было невозможно изучать стандартными методами. Сравнив три робертсоновские структуры с нормальными, учёные обнаружили одинаковый разрыв в повторяемой последовательности SST1. Ранее аналогичного результата не удавалось получить ни у человека, ни у других видов.
Такие хромосомные элементы формируются, когда длинные плечи двух акроцентрических структур соединяются, а короткие участки исчезают. В итоге у клетки оказывается 45 генетических элементов вместо привычных 46. Подобное изменение не всегда проходит бесследно и может приводить к проблемам с фертильностью. В данной работе команда показала, что ориентация SST1 на 14-й хромосоме позволяет присоединяться 13-й или 21-й, образуя устойчивые фузии, в которых сохраняется почти весь наследственный материал .
Секрет надёжности этих образований заключается в том, что, несмотря на наличие двух центромер — областей, к которым прикрепляются нити делящегося веретена, — активной остаётся только одна. Это предотвращает сбои при клеточном делении. Проект реализован в сотрудничестве с Национальным институтом исследований генома человека и Центром медицинских наук Университета Теннесси. Как подчеркнула Гертона, у этой истории есть продолжение, и именно его предстоит изучить в дальнейшем.
Учёные из Института медицинских исследований Стоверса впервые точно определили место , где человеческие хромосомные структуры разрываются и объединяются, образуя так называемые робертсоновские хромосомы . Это открытие помогает объяснить давнюю генетическую загадку и показывает неожиданную роль повторяющихся участков ДНК в формировании геномов.
Исследованием руководил Леонардо Гомес де Лима, постдокторант из лаборатории Дженнифер Гертона. Результаты работы продемонстрировали, каким образом происходят такие фузии, почему они сохраняют устойчивость и какую ключевую функцию может выполнять репетитивный генетический материал, который раньше часто называли «мусорным». По словам самой Гертона, это первый случай, когда удалось установить точное место разрыва наследственного кода, и это открывает путь к новому пониманию эволюции хромосом.
Робертсоновские варианты встречаются примерно у одного человека из 800. Люди с подобными изменениями, как правило, остаются здоровыми, но наличие таких объединений повышает риск бесплодия, выкидышей или рождения ребёнка с синдромом Дауна . Теперь, когда удалось выявить конкретный участок разрыва, исследователи надеются, что в будущем это позволит давать более точные рекомендации и предлагать дополнительные возможности генетического консультирования.
Чтобы найти точку слияния, команда использовала технологию секвенирования длинных прочтений. Она позволяет анализировать протяжённые отрезки репетитивной ДНК , которые ранее было невозможно изучать стандартными методами. Сравнив три робертсоновские структуры с нормальными, учёные обнаружили одинаковый разрыв в повторяемой последовательности SST1. Ранее аналогичного результата не удавалось получить ни у человека, ни у других видов.
Такие хромосомные элементы формируются, когда длинные плечи двух акроцентрических структур соединяются, а короткие участки исчезают. В итоге у клетки оказывается 45 генетических элементов вместо привычных 46. Подобное изменение не всегда проходит бесследно и может приводить к проблемам с фертильностью. В данной работе команда показала, что ориентация SST1 на 14-й хромосоме позволяет присоединяться 13-й или 21-й, образуя устойчивые фузии, в которых сохраняется почти весь наследственный материал .
Секрет надёжности этих образований заключается в том, что, несмотря на наличие двух центромер — областей, к которым прикрепляются нити делящегося веретена, — активной остаётся только одна. Это предотвращает сбои при клеточном делении. Проект реализован в сотрудничестве с Национальным институтом исследований генома человека и Центром медицинских наук Университета Теннесси. Как подчеркнула Гертона, у этой истории есть продолжение, и именно его предстоит изучить в дальнейшем.