Российские биологи определили механизм спаривания половых хромосом птиц

Хромосомы двух исключительных ооцитов: трясогузки (справа) и курицы (слева). Небольшие зеленые сигналы, отмеченные стрелками, и есть неканоничные области гомологии.

Исследователи из Новосибирского Академгородка изучили процесс спаривания половых хромосом новонебных птиц девяти видов. У всех из них начальное спаривание произошло в одном псевдоаутосомном районе, тогда как оставшиеся участки объединялись по негомологичному механизму. Однако у белой трясогузки ученые обнаружили и второй псевдоаутосомный район на другом конце хромосомы, что предполагает обмен участками с неполовой хромосомой – свидетельство такой перестройки получено впервые. Исследование опубликовано в журнале Genes.

У птиц, как и у человека, пол определяется комбинацией половых хромосом — только называют их не X и Y, а Z и W. Такое различие связано с тем, что у птиц две разные хромосомы определяют женский пол (ZW), а не мужской (ZZ). Считается, что пара половых хромосом у птиц появилась в результате подавления рекомбинации между парой неполовых хромосом: когда на одной из них появился определяющий пол ген, парные хромосомы перестали обмениваться ДНК при делении, перестали походить друг на друга и эволюционировали в две непарные.

Однако в процессе деления таким разным хромосомам все равно нужно объединяться в общую структуру. Это необходимо, чтобы дочерним клеткам впоследствии досталось по одной хромосоме из каждой пары. Парные хромосомы (аутосомы) объединяются в пары на основании сходства их последовательностей ДНК — и у половых хромосом есть участки сходства для объединения. Их называют псевдоаутосомными районами: хромосомы объединяются в этих местах и от них начинают «слипаться» по всей длине.

Исследователи из Института цитологии и генетики в Новосибирске под руководством Анны Торгашевой (Anna Torgasheva) проанализировали процесс объединения половых хромосом у девяти видов новонебных птиц: домашней курицы, серого гуся, черной и речной крачек, бледной береговушки, деревенской ласточки, мухоловки пеструшки, большой синицы и белой трясогузки. Для этого хромосомы ооцитов птиц окрасили при помощи антител к основным белкам синаптонемного комплекса – структуре, объединяющей хромосомы в пары при делении, а также к белкам рекомбинации – чтобы определить псевдоаутосомные районы. 

Почти для всех ооцитов процесс спаривания половых хромосом оказался одинаковым: он начинался с одного псевдоаутосомного района, который находился на концах Z- и W-хромосом. Также ученые заметили, что их спаривание задерживается по сравнению с другими хромосомами — когда те уже объединились, половые хромосомы только спарили псевдоаутосомные районы.

Несмотря на единообразие среди всех видов, биологи обнаружили сразу два исключения. Так, в одном из ооцитов трясогузки псевдоаутосомных районов оказалось сразу два — новая точка появилась на другом конце хромосомы. Судя по всему, это произошло из-за обмена участками с неполовой хромосомой: свидетельство такой перестройки получено впервые.

А вот в одном из ооцитов курицы биологи обнаружили район рекомбинации, который появился из-за древней гомологии между половыми хромосомами — тем не менее, сходство участков в нем оказалось недостаточно сильным, чтобы основать псевдоаутосомный район и запустить спаривание хромосом. Исследователи признают, что данные единичных клеток сложно достоверно подтвердить, поскольку исследование ограничено количеством животных. Однако эта работа позволяет посмотреть на эволюцию половых хромосом птиц под новым углом и предполагает дальнейшие исследования процессов их рекомбинации.

Нарушение процессов спаривания хромосом также часто становится причиной гибридной стерильности и видообразования. Все та же группа ученых из Новосибирска недавно показала, что это верно для самцов полевок. Чтобы исследовать этот вопрос, биологи скрестили попарно особей пяти видов полевок.

Анна Муравьева

Источник: nplus1.ru

0 0 голоса
Рейтинг статьи

Опубликовано: 15.09.2021 в 22:45

Автор:

Категории: Наука и технологии

Подписаться
Уведомить о
guest
0 комментариев
Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии