Мейоз представляет собой двухэтапную серию клеточных делений, которые делают возможным половое воспроизводство и генетическое разнообразие. Координация двух мейотических хромосомных делений (редукционное, за которым следует эквациональное деление) придает мейозу его отличительные характеристики: уменьшение количества хромосом на половина, сопровождающаяся смешиванием родительских хромосом и перестановкой участков между гомологичными хромосомами (кроссинговер).Некоторые виды разработали свою собственную стратегию обеспечения генетического разнообразия своего потомства с вариацией «стандартной процедуры», как теперь показывают аспирант Габриэла Кабрал и руководитель группы Петер Шлогельхофер из Лабораторий Макса Ф. Перуца (MFPL). Исследователи изучили мейоз у Rhynchospora pubera и R. tenuis — растений, которые широко распространены в Бразилии, родине Габриэлы Кабрал.
«Я начала изучать мейоз у этих видов уже в лаборатории в Бразилии и« импортировала »этот проект в Австрию в 2009 году в рамках своего основного проекта», — говорит первый автор Габриэла Кабрал. Тем временем она перешла в группу Даммермана в MFPL и сейчас работает аспирантом над модельным организмом C. elegans, нематодным червем.И мы прошли полный круг C. elegans демонстрирует тип хромосом, который также присутствует у двух видов растений: во время деления соматических клеток их холоцентрические хромосомы обладают необычным свойством прикрепляться к микротрубочкам веретена по всей своей длине, в отличие от лунок. -изучены моноцентрические хромосомы, например, в люди с четко локализованным сайтом прикрепления (кинетохор) для микротрубочек веретена. Микротрубочки веретена ответственны за сегрегацию хромосом во время деления клеток.
«Холоцентрические хромосомы создают уникальные проблемы во время мейоза, с которыми организмы с моноцентрическими хромосомами не сталкиваются: они должны найти другой способ правильно распределить хромосомы», — объясняет Петер Шлогельхофер. «У видов растений в нашем исследовании есть особая стратегия решения проблемы: они демонстрируют инверсию канонической мейотической последовательности с делением по уравнению, предшествующим редукционному».Разделение сестринских хроматид во время первого мейотического деления представляет собой атипичный процесс по сравнению с обычным мейозом, но реальная проблема состоит в упорядоченном распределении гомологичных несестринских хроматид во время второго, последующего мейотического деления.Совместно со своими коллегами из Федерального университета Пернамбуку в Бразилии и Института генетики растений и исследований сельскохозяйственных культур им. Лейбница в Германии исследователи из MFPL показывают, что у исследованных видов растений гомологичные несестринские хроматиды связаны с тонкими нитями хроматина ранее. ко второму делению мейоза.
Эти соединения, кажется, обеспечивают достаточную силу, чтобы обеспечить правильную ориентацию и разъединение во время второго деления.В заключение, Габриэла Кабрал и Петер Шлогельхофер в сотрудничестве с исследователями из Германии и Бразилии не только представили убедительные доказательства инвертированного мейоза у видов растений, но также представили первый углубленный анализ их мейотического поведения.