Китайские исследователи совершили революционный прорыв в понимании механизмов мейоза, впервые успешно воссоздав процесс образования двухцепочечных разрывов ДНК в лабораторных условиях. Это достижение завершило почти 30-летние поиски ответа на один из фундаментальных вопросов клеточной биологии.
Профессора Тонг Мингхан и Хуанг Инг из Центра передового опыта молекулярной клеточной науки Китайской академии наук и Университетской школы медицины Шанхая Цзяотун разработали уникальную методику реконструкции мейотических разрывов ДНК in vitro.
Исследование, опубликованное в престижном журнале Nature, базируется на открытии 1997 года, когда был обнаружен белок Spo11, играющий ключевую роль в формировании двухцепочечных разрывов. Однако механизм его работы оставался неясным до настоящего времени.
Учёные использовали клетки Expi293F для экспрессии и очистки комплекса SPO11-TOP6BL. Применив стратегию точечных мутаций, они выяснили, что этот комплекс расщепляет ДНК и присоединяется к 5'-концу разрывов. Важным открытием стало понимание роли ионов магния в этом процессе.
Результаты были подтверждены экспериментами на мышах с точечными мутациями SPO11. Когда способность связывания магния была нарушена, формирование двухцепочечных разрывов полностью прекращалось. В отличие от топоизомеразы VI, этот процесс не требует АТФ.
Мейоз, как особый тип клеточного деления, критически важен для всех организмов с половым размножением. В ходе этого процесса происходит гомологичная рекомбинация, обеспечивающая генетическое разнообразие и точное распределение хромосом.
Это исследование открывает новые возможности для изучения молекулярных механизмов мейотической гомологичной рекомбинации и может привести к значительному прогрессу в понимании наследственных заболеваний и репродуктивных проблем.
Изображение носит иллюстративный характер
Профессора Тонг Мингхан и Хуанг Инг из Центра передового опыта молекулярной клеточной науки Китайской академии наук и Университетской школы медицины Шанхая Цзяотун разработали уникальную методику реконструкции мейотических разрывов ДНК in vitro.
Исследование, опубликованное в престижном журнале Nature, базируется на открытии 1997 года, когда был обнаружен белок Spo11, играющий ключевую роль в формировании двухцепочечных разрывов. Однако механизм его работы оставался неясным до настоящего времени.
Учёные использовали клетки Expi293F для экспрессии и очистки комплекса SPO11-TOP6BL. Применив стратегию точечных мутаций, они выяснили, что этот комплекс расщепляет ДНК и присоединяется к 5'-концу разрывов. Важным открытием стало понимание роли ионов магния в этом процессе.
Результаты были подтверждены экспериментами на мышах с точечными мутациями SPO11. Когда способность связывания магния была нарушена, формирование двухцепочечных разрывов полностью прекращалось. В отличие от топоизомеразы VI, этот процесс не требует АТФ.
Мейоз, как особый тип клеточного деления, критически важен для всех организмов с половым размножением. В ходе этого процесса происходит гомологичная рекомбинация, обеспечивающая генетическое разнообразие и точное распределение хромосом.
Это исследование открывает новые возможности для изучения молекулярных механизмов мейотической гомологичной рекомбинации и может привести к значительному прогрессу в понимании наследственных заболеваний и репродуктивных проблем.