Их результаты опубликованы в научном журнале PNAS.
Хромосомы — это молекулярные комплексы, построенные из генетического материала ДНК и белков.
Они дублируются до деления клетки, а затем делятся между дочерними клетками. В дрожжевых клетках цикл деления клетки занимает всего 1.5 часов — это означает, что у дрожжей очень быстрая смена поколений.
Это позволяет им очень быстро адаптироваться к изменяющимся условиям окружающей среды. Дрожжи Saccharomyces cerevisiae, которые обычно встречаются как одна клетка, обладают способностью образовывать колонии с многоклеточными структурами с разделенными обязанностями, что означает, что клетки дифференцируются для выполнения различных задач. «Генетическая основа этого изменения внешнего вида дрожжей до сих пор оставалась неизвестной», — говорит д-р.
Александр Скупин, крупный участник кооперативного проекта.
Подробный генетический анализ теперь показал, что дрожжевые клетки индивидуально размножают до шести из своих 16 полных хромосом во время деления клеток и могут снова обратить это размножение. «Организация клеточных колоний и фенотипическое переключение между различными типами колоний становятся намного более гибкими и быстрыми с обратимой анеуплоидией, чем если бы это зависело от случайных мутаций в генах», — говорит Скупин. «Дупликации одной хромосомы достаточно, чтобы превратить дрожжи из относительно гладкой колонии в колонию, которую мы называем« пушистой »морфологией."
Если клетки снова уменьшат количество копий этой конкретной хромосомы — скажем, при другом изменении условий окружающей среды — они снова превратятся в гладкую колонию. «Таким образом, гибкость дрожжевых клеток не возникает из-за активности или бездействия одного гена», — говорит руководитель проекта ISB, доктор. Эйми Дадли, объясняет. Скорее всего, за это отвечает дозировка гена, которая зависит от количества копий хромосомы: «Если хромосома размножается, то будет транскрибировано больше копий того же гена.
Это означает, что он имеет более сильный эффект, чем если бы он был активен только один раз на одной хромосоме в клетке », — заключает Дадли. Эти клетки могут очень быстро меняться.
Теперь исследователи намерены выяснить, какие молекулярные механизмы возникают в результате активности гена, транскрибированного с размноженных хромосом. «Только тогда мы сможем подробно понять, как возникают различные клеточные колонии», — утверждает Скупин.
Проф.
Доктор. Руди Баллинг, директор LCSB, объясняет медицинские последствия новых открытий: «Мы давно знаем об анеуплоидии у многоклеточных организмов. Одним из хорошо известных примеров является синдром Дауна, при котором 21-я хромосома или ее часть существует в трех экземплярах.
Однако в последнее время это явление также наблюдалось в раковых клетках и даже было связано с развитием мозга. Учитывая быструю смену поколений дрожжей, мы можем использовать их в качестве модельного организма и гораздо более подробно изучить механизмы анеуплоидии, чтобы выяснить, можем ли мы извлечь из них новые подходы к диагностике и лечению заболеваний человека."