НОВОСТИ

 
26 июня 2020 г.

Скорость накопления мутаций у гриба нейроспоры густой (Neurospora crassa) оказалась на два порядка выше, чем у любого клеточного организма, сообщается в BMC Genome Biology. 96–98 процентов мутаций связаны с мобильными генетическими элементами. Однако механизм их появления изначально был связан с повторами участков ДНК, которые могут возникнуть при половом размножении, поэтому собственные гены нейроспоры тоже часто мутируют — и это не всегда идет организму во благо.

Жизненный цикл нейроспоры

Нейроспора густая (Neurospora crassa; часто ее называют просто нейроспорой) — широко распространенный микроскопический гриб из группы аскомицет. Гриб выживает на бедных питательными веществами средах, а его аскоспоры (споры полового размножения) прорастают, если хотя бы час проведут при температуре 65 градусов Цельсия — клетки других организмов при такой температуре погибают. По этой причине нейроспоры часто заселяют культуры различных бактерий и грибов, и микробиологи долго не могут их оттуда вывести.

С другой стороны, особенности размножения N. crassa делают его удобным объектом для генетиков: это гаплоидный организм (то есть каждый ген в норме представлен одной копией), он охотно размножается бесполым путем (при этом потомки в теории не отличаются от родителей), но при недостатке некоторых питательных веществ переходит к половому размножению. В этом случае часть клеток делится, ДНК из одноименных хромосом, а у нейроспоры их 7, обмениваются сходными участками, в итоге образуется обычно 8 аскоспор. Они лежат в аске (сумке) друг за другом, а поскольку нейроспора представляет собой нити толщиной в одну клетку, легко проследить, куда какая аскоспора перемещается в ходе формирования.

Если при рекомбинации на одной хромосоме оказывается пара одинаковых фрагментов ДНК, нейроспора инициирует мутации в обоих таких фрагментах и тем самым нейтрализует их. Это называется repeat-induced point (RIP) mutation — точечные мутации, индуцируемые повторами. Кроме генов собственно нейроспоры с помощью таких мутаций можно было бы расправляться с мобильными генетическими элементами (МГЭ) — участками ДНК, способными перемещаться по геному (и даже передаваться от одного организма другому) и тем самым порой выводить из строя обычные гены. Но до сих пор не было известно, пользуется ли нейроспора RIP-мутациями, чтобы избавиться от мобильных генетических элементов.

Генетики из Нанкинского университета под руководством Сыхай Яна в сотрудничестве с Лоуренсом Херстом из Университета Бата решили выяснить это путем скрещиваний нейроспор 5 линий и секвенирования геномов родительских организмов и их потомков. Всего прочли геномы 273 аскоспор. Среднее покрытие (число раз, которое один нуклеотид генома попал в какой-нибудь фрагмент последнего) при этом составило 37, удалось восстановить 96–97 процентов последовательностей ДНК каждой отдельной аскоспоры. Исследователи смотрели, какие участки ДНК мутируют от поколения к поколению: собственные гены нейроспоры или же мобильные генетические элементы. Также они измеряли мутационный груз — количество изменений ДНК, которые потенциально снижают приспособленность организма.

Схема эксперимента: бесполое и половое размножение нейроспор с разными типами половой совместимости (mat-A, mat-a), их скрещивания и генетические различия между спорами

При половом размножении у N. crassa в среднем возникало 136,6 мутаций на геном за поколение. Если учесть длину генома нейроспоры, это 3,38×106 мутаций на пару нуклеотидов за поколение. Чаще мутации происходят только у вирусов, а у клеточных организмов аналогичное значение на два порядка ниже. Большая часть изменений ДНК связана с мобильными генетическими элементами и похожа на RIP-мутации — находит повторы в таких элементах, меняет одни нуклеотиды на другие и в результате выводит МГЭ из строя. Однако немало мутаций (5,34 на геном за поколение) снижают приспособленность нейроспоры — служат мутационным грузом.

Таким образом, нейроспора использует механизм точечных мутаций, индуцируемых повторами, для борьбы с мобильными генетическими элементами. Однако при этом затрагиваются не только повторы в МГЭ, но и в генах самой Neurospora crassa, поэтому их последовательности тоже меняются, и это не всегда выгодно для организма. Получается, нейроспора — исключение из общей закономерности, что скорость накопления мутаций в геноме должна быть минимальной (до тех пор, пока это не вредит приспособлению к имеющимся условиям).

Источник: N+1

Есть вопрос или комментарий?..


Ваше имя Электронная почта
Получать почтовые уведомления об ответах:

| Примечание. Сообщение появится на сайте после проверки модератором.


Вернуться в раздел НОВОСТИ

Регистрация ЛСCRO Биоконсалтинг предлагает любые виды услуг по юридическому оформлению лекарственных средств на территории РФ....
Открыть раздел Регистрация ЛС
ЦТМ г.СухумЦентр трансляционной медицины (ЦТМ) «Биоконсалтинг» г....
Открыть раздел ЦТМ г.Сухум
Подработка для студентов! Участие в медицинских-научных исследованиях. Исследования проводятся в течении 4-х дней (2+2 через 2 недели) (оплата от 3 000 рублей в день)....
Открыть раздел Вакансии
ЦТМ г.СухумЦентр трансляционной медицины (ЦТМ) «Биоконсалтинг» г....
Открыть раздел ЦТМ г.Сухум
Политика в области качестваОсновная цель деятельности Общество с ограниченной ответственностью «Биоконсалтинг» (далее ООО «Биоконсалтинг») – проведение токсикологических,...
Открыть раздел Политика в области качества
The LineAct Platform