​Сибирские ученые вместе с иностранными коллегами исследовали B-хромосомы (добавочные элементы генома) у лис, енотовидных собак, косуль, грызунов, рыб и рептилий.

Генетики установили, что, в отличие от того, как считалось ранее, B-хромосомы содержат не просто скопления гетерохроматина, нефункционального при реализации наследственной информации, а включают целиком некоторые кодирующие белок гены, их фрагменты, а также сегменты дупликации (удвоения участков хромосом). Детали опубликованы в нескольких статьях, спецвыпуске журнала Genes и недавно вышедшей монографии.

«Открытию B-хромосом уже больше 100 лет, их легко подсчитать с помощью обычного светового микроскопа. Они встречаются примерно у 5 % эукариот, но как случайные элементы, их число непостоянно и может варьироваться даже в пределах разных тканей у одной особи. Сейчас очевидно, что B-хромосомы — часть общей избыточности генома, характерной для ядерных организмов», — говорит заведующий лабораторией сравнительной геномики Института молекулярной и клеточной биологии СО РАН кандидат биологических наук Владимир Александрович Трифонов.

Поскольку эти компоненты не являются необходимыми для функционирования организмов, в них могут образовываться, например, новые гены или происходить слияние фрагментов генов из разных частей генома. Существует предположение, что B-хромосомы — это своеобразный пластилин для эволюции, чтобы создать новые элементы, которые потом могут оказаться полезными для выживания.

«Мы находим одни и те же гены, связанные с цитоскелетом, мейозом, онкогены в независимо образовавшихся B-хромосомах, например у косули и лисы. Это говорит в пользу неслучайного их попадания в добавочные элементы. Возможно, в дальнейшем при определенных условиях с них будет считываться информация — эти гены будут транскрибироваться (с них будет синтезироваться РНК) и даже транслироваться (на матрице РНК будет синтезироваться белок). Уже показана большая роль дупликаций на хромосомах основного генома (всех остальных хромосом помимо В-хромосом. — Прим. ред.): в частности, за наличие крупного мозга человека отвечает ген, образовавшийся в новом месте генома в результате удвоения участка хромосомы», — отмечает Владимир Трифонов.

Возникновение повторов отдельных генов в B-хромосомах не вызывает заболеваний, которые возникают при появлении избыточных копий аутосом, как, например, трисомия 21-й хромосомы, известная как синдром Дауна.

«Гены, входящие, в B-хромосомы, обладают вариацией числа копий, то есть их может быть больше или меньше, и это не влияет критически на работу организма. Обычно сравнивают животных с B-хромосомой и без нее, в большинстве случаев никакой разницы найти не могут. Среди сибирских косуль изучили сотни особей, и почти все они с B-хромосомами, а у европейских косуль — противоположная ситуация. Это, конечно, два разных вида, но они ничем не отличаются по своему основному кариотипу (комплекту хромосом без добавочных) и могут скрещиваться с образованием жизнеспособного потомства», — говорит Владимир Трифонов.

В дальнейших работах по исследованию B-хромосом предполагается определить экспрессируются ли их гены, нарабатываются ли с них белки, и на каком этапе они образуются. В июле этого года в Бразилии состоится международная конференция, посвященная только В-хромосомам. На нее съедутся со всего мира представители научных групп, занимающихся исследованиями добавочных хромосом; в программу мероприятия включены два доклада ученых СО РАН.

Работа выполняется при поддержке гранта РНФ № 19-14-00034.

Источники

Добавочные хромосомы могут быть своеобразной фабрикой для образования новых генов
Наука с Сибири (sbras.info), 30/05/2019
Ученые выяснили, зачем нужны добавочные элементы генома
The world news (theworldnews.net), 30/05/2019
Ученые выяснили, зачем нужны добавочные элементы генома
Seldon.News (news.myseldon.com), 30/05/2019
Ученые выяснили, зачем нужны добавочные элементы генома
Интерфакс (interfax.ru), 31/05/2019
Новосибирские и зарубежные ученые-биологи нашли возможную "фабрику" новых генов
РИА Сибирь (ria-sibir.ru), 02/06/2019
Генетики ИМКБ СО РАН и их зарубежные коллеги выяснили, что добавочные хромосомы могут быть "фабрикой" новых генов: Яндекс.Новости
Яндекс.Новости (news.yandex.ru), 26/06/2019
Генетики ИМКБ СО РАН и их зарубежные коллеги выяснили, что добавочные хромосомы могут быть "фабрикой" новых генов
1k.com.ua, 26/06/2019
Генетики ИМКБ СО РАН и их зарубежные коллеги выяснили, что добавочные хромосомы могут быть "фабрикой" новых генов
Научная Россия (scientificrussia.ru), 25/06/2019

Похожие новости

  • 21/01/2019

    «Сотканные» в НМИЦ им. академика Е.Н. Мешалкина тканеинженерные протезы меняют идеологию операций

    В школьные годы я зачитывалась книгой кардиохирурга Николая Амосова “Мысли и сердце”. Воображение легко рисовало бригаду врачей над неподвижным телом пациента со вскрытой грудной клеткой. Но в ближайшем будущем операции по имплантации, например, аортального клапана, пораженного стенозом, будут выглядеть совсем по-другому.
    1036
  • 31/05/2016

    Новосибирские ученые исследуют кровеносную систему

    ​Кровеносная система лежит в основе функционирования головного мозга, и в области её работы ещё много «белых» пятен. Сибирские учёные в сотрудничестве с медиками решили устранить некоторые из них.  Исследование имеет и прикладной выход: уже создана уникальная система мониторинга нейрохирургических операций, метод повышения качества магнитно-резонансной томографии, а также инструментарий для персонализированного моделирования протекания некоторых болезней.
    2858
  • 23/08/2018

    Здесь создают здоровье нации

    ​Сегодня о проекте "Академгородок 2.0" говорят много: каким он станет, что войдет в его структуру, как это позволит развивать науку и главное - чем будет полезен людям? И только создание Биоцентра, кажется, не вызывает вопросов - необходимость разработки суперсовременных лекарственных препаратов очевидна даже обывателям.
    836
  • 15/02/2018

    Томские ученые доказали эффективность нового метода диагностики заболеваний мозга

    ​Издательство Nature Publishing Group опубликовало результаты исследований ученых ТГУ, подтверждающие эффективность нового метода диагностики заболеваний головного мозга. Уникальный способ неинвазивной оценки состояния оболочек нервных волокон (миелина) при помощи магнитно-резонансной томографи (МРТ) был разработан под руководством профессора Университета Вашингтона, научного руководителя лаборатории нейробиологии НИИ ББ ТГУ Василия Ярных.
    1682
  • 22/04/2019

    Новосибирские генетики изучают серотонин

    ​Современные реалии таковы, что получение гранта на поддержку проекта стало одним из важных залогов успешной работы для наших ученых. Руководитель лаборатории нейрогеномики поведения ФИЦ ИЦиГ СО РАН, д.
    513
  • 13/03/2019

    Ученые установили, как появилась корова

    ​Международная команда ученых определила генетические механизмы эволюции жвачных животных от оленька до крупного рогатого скота с помощью выявления перестроек в горячих точках хромосом. Статья об этом опубликована в журнале Genome Research, относящемся к первому квартилю.
    561
  • 19/11/2018

    Биолог из Новосибирска разработал мобильное приложение для сельского хозяйства

    Труд агрономов и селекционеров иногда содержит очень утомительные операции. Например, периодически им требуется подсчитывать количество зерен в колосьях пшеницы. Не делать этого вручную позволяет мобильное приложение SeedCounter, которое вместе с коллегами создал биолог Михаил Генаев из Новосибирска.
    654
  • 16/05/2016

    Новая тест-система поможет обнаружить рак легкого еще до появления опухоли

    ​Капля никотина, увы, по-прежнему убивает. Причем в массовом порядке - ежегодно в мире регистрируется более 1,4 миллиона случаев рака легких. К сожалению, для миллиона больных диагноз оказывается смертельным.
    2357
  • 29/02/2016

    Микровзрывы в организме помогут победить рак

    Исследователи из Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН работают над созданием ускорительного источника нейтронов для бор-нейтронозахватной терапии — нового метода борьбы со злокачественными опухолями, в том числе и теми, которые на сегодняшний день считаются неизлечимыми.
    3947
  • 24/05/2017

    CAR-клетки: идеальные солдаты против рака

    ​Лечение рака зачастую включает в себя методы с опасными последствиями: химио- и лучевую терапию, пересадку костного мозга... Однако с заболеванием можно бороться посредством клеток собственного организма — в том числе, чтобы минимизировать побочные эффекты.
    4150