Исследование обнаружило линейную взаимосвязь между частотой мутаций в соматических и половых клетках у инфузорий и млекопитающих

от

В статье, опубликованной в журнале Current Biology 14 августа, команда профессора Мяо Вэя из Института гидробиологии Китайской академии наук и команда профессора Чжана Цзяньчжи из Мичиганского университета оценили частоту соматических мутаций у инфузорий и обнаружили линейную корреляцию между частотами мутаций в половых и соматических клетках у инфузорий и млекопитающих. Это противоречит общепринятым представлениям о причинах различий в частотах мутаций.

Почему различаются частоты мутаций в половых и соматических клетках?

Обычно считается, что механизмы репликации и репарации ДНК в соме и половых клетках в основном одинаковы, но их существенная разница в частоте мутаций объясняется разными темпами клеточного деления и/или различным воздействием мутагенов. Однако эта гипотеза не была критически оценена из-за трудностей экспериментального манипулирования темпами клеточного деления и/или воздействием мутагенов на типы клеток у млекопитающих.

Особенности инфузорий

Инфузории — одноклеточные организмы, у которых наблюдается ядерная дифференциация половых и соматических клеток. Их половые и соматические ядра находятся в одной и той же цитоплазматической среде, и содержащиеся в них геномы реплицируются одинаковое количество раз во время бесполого роста. Это минимизирует различия в скорости репликации ДНК и воздействии мутагенов между половыми и соматическими геномами, что позволяет проверить вклад этих факторов в различия между частотами мутаций.

Методы исследования

Исследователи создали 10 клеточных линий, которые прошли около 600 бесполых поколений в экспериментах по накоплению мутаций на модели инфузории Tetrahymena thermophila (T. thermophila). Поскольку соматический геном составляет около 90 плоидностей и демонстрирует существенные вариации между копиями, учёные провели секвенирование всего генома с чрезвычайно высоким охватом и разработали специальный конвейер для выявления мутаций. Они подтвердили кандидатные мутации и подсчитали, что частота соматических мутаций у T. thermophila в 17,3 раза выше, чем в половых клетках.

Затем исследователи проанализировали спектр соматических мутаций у T. thermophila и обнаружили, что его общая картина очень похожа на картину у млекопитающих. Интересно, что частота мутаций была значительно выше в генных, чем в межгенных регионах. Исследователи предположили, что обогащённое распределение нуклеосом внутри генов может способствовать повышенной частоте генных мутаций.

Более того, исследователи обнаружили сильную линейную корреляцию между частотами мутаций в половых и соматических клетках у T. thermophila и шести млекопитающих.

Выводы

Это исследование предлагает первую оценку частоты соматических мутаций у одноклеточных эукариот, опровергает распространённые представления о причинах различий в частотах мутаций между половыми и соматическими клетками и раскрывает потенциально универсальную линейную связь между этими частотами.

Предоставлено Китайской академией наук.

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте