Скрининг дрожжей раскрывает гены, участвующие в хромосомных мутациях

При создании компьютерной программы ошибки в коде могут привести к ошибкам в программном обеспечении. Точно так же ошибки в генетическом коде нашего тела, ДНК, которая хранится в структурах, известных как хромосомы, могут вызывать мутации в организме. Эти мутации являются причиной многих смертельных заболеваний, включая рак. Теперь исследователи в Японии пролили новый свет на особый тип генетической мутации: грубая хромосомная перестройка (GCR).

В новом исследовании, опубликованном в Коммуникационная биологиямногопрофильная группа под руководством исследователей из Университета Осаки проанализировала делящиеся дрожжи, чтобы идентифицировать два ключевых гена, участвующих в процессе GCR.

Исследователей особенно интересовала центромера, область, важная для разделения хромосом во время клеточного деления. Центромера содержит повторяющиеся последовательности ДНК, и известно, что GCR происходит в областях, где последовательности ДНК повторяются. Rad51 является ключевым ферментом, участвующим в рекомбинации ДНК, которая обменивает генетический материал. Однако, в отличие от того, что можно ожидать, Rad51 скорее подавляет, чем способствует GCR на центромере. Загадочно, как GCR возникают с использованием центромерного повтора.

«Чтобы найти гены, участвующие в возникновении GCR, мы ввели мутации в дрожжи, лишенные Rad51, которые демонстрируют повышенный уровень GCR», — говорит старший автор Такуро Накагава. «Мы искали клетки со сниженным уровнем GCR и обнаружили, что клетки с мутациями в генах Srr1 и Skb1 имели меньше GCR, что позволяет предположить, что эти гены играют роль в возникновении GCR».

Затем исследователи удалили гены Srr1 и Skb1 у дрожжей, лишенных Rad51, и оценили возникновение GCR. Клетки, в которых отсутствует Srr1, и клетки, в которых отсутствует Skb1, демонстрируют пониженную скорость GCR; клетки, лишенные обоих генов, демонстрировали еще более низкие показатели GCR.

«Наш анализ показал, что Srr1 и Skb1 участвуют в формировании изохромосом, типе структурной мутации в хромосоме», — говорит ведущий автор исследования Пиюша Монгиа. «Потеря Srr1 или Skb1 привела к значительному сокращению количества произошедших изохромосом».

Выводы исследовательской группы представляют собой важный шаг к пониманию механизмов, лежащих в основе GCR на центромере. Поскольку GCR вовлечены в несколько генетических нарушений, включая рак, понимание процесса образования GCR может расширить наши возможности в лечении некоторых генетических заболеваний.