Kopie von Chromosomen: Salk-Wissenschaftler identifizieren einzigartigen Mechanismus

Kopie von Chromosomen: Salk-Wissenschaftler identifizieren einzigartigen Mechanismus
Kopie von Chromosomen: Salk-Wissenschaftler identifizieren einzigartigen Mechanismus
Anonim

LA JOLLA, KALIFORNIEN. – Vor dem Moment der Empfängnis erleben lebende Organismen eine weitere deutliche Geburt – die Bildung gesunder Eizellen und Spermien. Salk-Wissenschaftler haben kürzlich einen Blick darauf geworfen, wie genetisches Material während des Prozesses kopiert wird, der als Meiose bezeichnet wird und diese Geschlechtszellen produziert.

Ein umfassenderes Verständnis der Meiose soll Aufschluss über die Mechanismen geben, die Geburtsfehlern und Spontanaborten zugrunde liegen.

"Wir fanden heraus, dass die DNA-Replikation - das Kopieren des genetischen Materials - bei der Meiose auf völlig unerwartete Weise in Gang zu kommen scheint", sagte Susan L.Forsburg, Salk außerordentlicher Professor und Hauptautor der Studie, die in der aktuellen Ausgabe von Nature Genetics erscheint.

Forsburgs Studien fanden im Modellorganismus Sp althefe statt, aber viele der Schlüsselakteure, die in Hefe untersucht wurden, haben Gegenstücke in Säugetieren, einschließlich Menschen.

Wie in der Studie berichtet, untersuchte das Salk-Team Hefestämme mit Mutationen in einer Reihe von Genen, von denen bekannt ist, dass sie für die Mitose, die "normale" Zellteilung, notwendig sind.

Mitose tritt ständig in jedem von uns auf, wenn sich Haut- oder Leberzellen umdrehen, und Fehler bei der Mitose können zu Krebs führen.

"Da Mitose ständig stattfindet und Meiose ein spezieller Prozess ist, der nur zu einer bestimmten Zeit und an einem bestimmten Ort stattfindet, dachten wir, dass es zwangsläufig einige Unterschiede geben würde", sagte Forsburg. "Die Leute nahmen jedoch an, dass die DNA-Replikation wahrscheinlich in beiden Fällen gleich war. Wir fanden heraus, dass das überhaupt nicht stimmt."

Forsburgs Gruppe stellte eine Reihe von Hefestämmen zusammen, die aufgrund von Mutationen in verschiedenen Genen ihre DNA bei Temperaturen über 33 Grad Celsius (etwas unter der menschlichen Körpertemperatur) nicht richtig duplizieren konnten.Sie fragten, ob die Mutanten Meiose bei erhöhten Temperaturen durchführen könnten.

Einige Mutanten gerieten ins Stocken, aber überraschend viele hatten keine Schwierigkeiten, die Meiose normal abzuschließen.

"Was für uns interessant ist", sagte Forsburg, "ist, dass die Mutanten in zwei Kategorien zu fallen scheinen. Diejenigen mit Mutationen in Genen, die für das verantwortlich sind, was wir die "mechanischen" Aspekte des Kopierens von DNA nennen würden - die physischen Maschinerie, die die neue DNA-Kette formt - konnte die Meiose nicht abschließen. Dies sagt uns, dass dieser Teil des Prozesses bei beiden Arten der Zellteilung gleich ist."

"Aber die Mutanten, die die normale DNA-Replikation nicht in Gang bringen können, hatten überhaupt kein Problem damit, die Meiose einzuleiten", fügte sie hinzu, "was darauf hindeutet, dass die Meiose einzigartige Startsch alter verwendet. Unser nächster Schritt ist es, diese Sch alter zu finden."

Der andere festgestellte Unterschied zwischen den beiden Arten der Teilung liegt in den "Checkpoint"-Kontrollen - den molekularen Monitoren, die ein genaues Kopieren sicherstellen und es aufh alten, wenn Fehler auftreten.

"In komplexen Organismen sind diese "Überwachungs"-Mechanismen wichtig, um Krebs vorzubeugen und während der Meiose gesunde und vollständige Eier und Spermien sicherzustellen", sagte Forsburg. „Wir hoffen, dass ihr Verständnis uns einen Einblick in die Prävention von Geburtsfehlern und spontanen Abtreibungen geben wird.“

Co-Autor der Studie ist Jeffrey A. Hodson, ein wissenschaftlicher Mitarbeiter in Forsburgs Labor. Die Studie mit dem Titel „Mitotic replication initiation proteines are not required for pre-meiotic S phase“wurde von den National Institutes of He alth und der Leukemia and Lymphoma Society unterstützt.

Das Salk Institute for Biological Studies mit Sitz in La Jolla, Kalifornien, ist eine unabhängige gemeinnützige Einrichtung, die sich grundlegenden Entdeckungen in den Biowissenschaften, der Verbesserung der menschlichen Gesundheit und Lebensbedingungen sowie der Ausbildung künftiger Generationen von Forschern widmet. Das Institut wurde 1960 von Jonas Salk, M.D., mit einem Grundstücksgeschenk der Stadt San Diego und der finanziellen Unterstützung der March of Dimes Birth Defects Foundation gegründet.

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