Skip to main content

Establishing the meiotic recombination-initiation epigenetic code in the yeast Saccharomyces cerevisiae

Article Category

Article available in the folowing languages:

Drożdże pączkujące ujawnią tajemnice naprawy DNA

Dzięki drożdżom pączkującym poszerza się wiedza o rekombinacji mejotycznej – typowej metodzie naprawy DNA u dużych, złożonych organizmów, ale też u mikroorganizmów, takich jak bakterie.

Zdrowie

Mejoza to szczególny rodzaj podziału komórki, który populacjom rozmnażającym się płciowo pomaga w adaptacji i ewolucji. Rekombinacja mejotyczna rozpoczyna się w chwili, gdy zaprogramowane pęknięcia obu nici (DSB) DNA zostają zapoczątkowane przez białko Spo11. Jest to enzym przecinający cząsteczkę DNA, która powinna otrzymać nową informację genetyczną. Stwierdzono, że u drożdży Saccharomyces cerevisiae miejsca pęknięć DSB nie są losowo zlokalizowane wzdłuż chromosomów; w niektórych obszarach genomowych DSB tworzą się częściej niż w innych. W tym procesie pewną rolę odgrywają także histony. Są to główne składniki białkowe chromatyny znajdujące się w jądrach komórkowych eukariontów. Odpowiadają za organizowanie się DNA w najbardziej podstawową formę strukturalną – nukleosom. Finansowany przez UE projekt "Ustalanie kodu epigenetycznego mejotycznej rekombinacji-inicjacji u drożdży Saccharomyces cerevisiae" (EMRES) ma na celu odkrycie, w jaki sposób modyfikacje histonów wpływają na wybór i aktywację miejsc, w których rozpoczyna się rekombinacja mejotyczna. Całość prac odbywa się przy użyciu organizmu modelowego S. cerevisiae (drożdży pączkujących). Badacze skonstruowali szereg mutantów delecyjnych, aby blokować geny, które kodują enzymy modyfikujące histony. Mejoza następnie została szeroko opisana: od mejotycznej fazy S, przez powstawanie pęknięć DSB i formacji crossing-over oraz efektywność sporulacji, po żywotność sporów. Technika "chip-on-chip", używana do odmierzania miejsc wiązania w wypadku białek, została wykorzystana w odniesieniu do rozmieszczenia H3K56ac w skali genomu. Marker ten ma krytyczne znaczenie dla właściwego składania nukleosomów w całość i utrzymania stabilności genomu podczas replikacji DNA. Uzyskana mapa wykazała charakter losowy procesu rozmieszczania znacznika histonu H3K56ac, przy czym nie stwierdzono korelacji między miejscami powstawania mejotycznych pęknięć DSB a H3K56ac. Zmieniwszy pierwotną strategię eksperymentów ze względu na pierwsze wyniki badań, uczestnicy projektu opracowali nowy, łatwiej adaptowalny środek badania modyfikacji histonów podczas mejozy – badanie przesiewowe oparte na tasowaniu plazmidowym. Po przetestowaniu metody zespół EMRES doszedł do wniosku, że mutacje markerów histonowych H3K4R i H3K4Q stale powtarzają efekt delecji set1, co zwiększa zdolności mutantów po uszkodzeniu DNA. Następnie badacze mogli przejść do testowania wszystkich ustalonych mutantów histonowych w procesie rekombinacji mejotycznej.

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania

Postępy naukowe
Zdrowie

5 Października 2020