- Медицинская генетика
- Популяционная генетика
- Закон и право
- Генетика поведения
- Геномика
- Спортивная генетика
Обновление библиотеки
- Тест-драйв генетического теста [2018-05-22]
- В чём источник долголетия и зачем проходить генетические тесты [2018-05-08]
- Правила долгожителей [2018-04-25]
- Время генома [2018-04-02]
- Гид по генетическим тестам в России: какой выбрать и где заказать [2018-03-12]
Последние новости
- У некоторых людей нежелание заниматься спортом вписано в ДНК, заявляют ученые из Оксфорда [2019-01-29]
- Особые мутации в геноме могут толкать человека на риск [2019-01-29]
- Китайские власти подтвердили существование CRISPR-детей и еще одну беременность [2019-01-29]
- Роспотребнадзор доработал законопроект о приравнивании генома россиян к персональным данным [2018-10-02]
- Американцы объяснили повышенную популярность 10 процентов генов среди исследователей [2018-09-20]
Мутация вызывает ошибки в делении клеток
Недостаток или избыток хромосом у человека связан с тяжелыми болезнями. Случается, что вместо двух копий какой-либо хромосомы в клетках присутствуют три. Так возникают синдром Дауна (трисомия по хромосоме 21), синдром Эдвардса (трисомия по хромосоме 18), синдром Патау (трисомия по хромосоме 13). С другой стороны, неправильное число хромосом часто приводит к невынашиванию беременности.
Нарушение числа хромосом — анеуплоидия — у плода возникает тогда, когда в оплодотворении участвует яйцеклетка с таким дефектом. Но о причинах образования таких яйцеклеток до сих пор известно очень мало.
Объяснить это явление, по крайней мере частично, попытались Франческо Марчетти (Francesco Marchetti) и его коллеги из Национальной лаборатории Беркли (Lawrence Berkeley National Laboratory) и Университета Теннесси (University of Tennessee) в Ноксвилле (Knoxville).
Белок контролирует веретено
Ученые работали на мышах с мутацией гена Bub1. Ген выбран неслучайно: белок Bub1 играет важную роль в специфическом делении клеток — мейозе, в результате которого из клеток организма с двойным набором хромосом (диплоидных) образуются половые клетки с одинарным набором хромосом (гаплоидные).
Важнейшая стадия деления — расхождение хромосом по полюсам клетки, из которых возникают две дочерние клетки. Это происходит при помощи так называемого веретена деления, состоящего из белковых микротрубочек. Нити веретена прикрепляются к серединам хромосом к структуре под названием кинетохор (или центромера) и, сокращаясь, растаскивают гомологичные хромосомы по полюсам.
Белок Bub1 играет важнейшую роль в контроле над ходом расхождения хромосом. Он состоит из двух доменов, один из которых прикрепляется к хромосоме, а второй, представляющий собой киназу — фермент переноса фосфатной группы, отвечает за привлечение других ключевых белков к работе веретена деления.
Неправильный дележ хромосом
Мутантный ген производил усеченный белок Bub1, у которого отсутствовал домен-киназа, поэтому он не мог рекрутировать другие нужные белки. Поэтому нарушался процесс расхождения хромосом, и получались яйцеклетки с недостающей и с избыточной хромосомой.
Самки мышей, у которых мутантный ген Bub1 присутствовал в двух копиях, стали бесплодными — их эмбрионы не выживали. Самки мышей с одной копией мутантного гена (другой ген был нормальным) рождали очень малое число детенышей (в среднем 1,7 в помете). Хотя в их яичниках созревало такое же количество яйцеклеток, что и у нормальных мышей. Однако когда ученые искусственно оплодотворили эти яйцеклетки, большая часть зигот содержала неправильное число хромосом. Из 47 зигот 15 отличались недостатком хромосом, а 23 имели лишние хромосомы.
Чем старше, тем больше риск
Влияние мутантного гена усиливалось с возрастом. У мышей в возрасте 14 недель анеуплоидные зиготы возникали достоверно чаще, чем у мышей в возрасте восьми недель. А мыши в возрасте 24 недель и старше не имели потомства.
Особенность мутантного гена Bub1 в том, что он оказывает влияние только на самок. Если самец с мутантной копией гена скрещивается с нормальной самкой, то рождается нормальное количество детенышей с нормальным количеством хромосом. Если наоборот — то возникает анеуплоидия. Значит, рассуждают ученые, мутация нарушает только созревание яйцеклеток, но не сперматозоидов. Почему так — еще не совсем понятно. Возможно, механизмы работы веретена деления при образовании мужских и женских половых клеток в чем-то различаются.
Ученые считают, что мутация гена Bub1 может быть виновата и в нарушении числа хромосом в яйцеклетках женщин, и, следовательно, быть причиной невынашивания плода или тяжелых заболеваний их детей. Давно известно, что риск этой патологии увеличивается с возрастом матери. В то же время есть данные, что в яйцеклетках немолодых женщин снижается уровень мРНК гена Bub1, а значит, в них не хватает этого ключевого белка.
Статья опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.