Adineta vaga, bdeloidni rotifer iz mahovina i lišajeva, može prenositi razbijene hromozomske fragmente na potomstvo i postepeno ih obnavljati kroz više generacija. Istraživanja su koristila protonsko zračenje od 100–500 Gy, pri čemu su hromozomi mogli biti razbijeni na desetine delova, ali fragmenti su preživljavali zahvaljujući holocentričnoj strukturi i reparaciji po modelu BIHER. Ovo jedinstveno transgeneraciono popravljanje pomaže u razumevanju procesa kao što su chromothripsis i otpornost na zračenje i pruža novi model za proučavanje popravke DNK.
Nemoguće: Rotifer Adineta vaga prenosi razbijene hromozome na potomstvo i obnavlja ih kroz generacije
Adineta vaga, a microscopic invertebrate, can repair its DNA after being blasted with radiation. (Boris Hespeels, supplied)
Adineta vaga, sitni bdeloidni rotifer koji živi u mahovinama i na lišajevima, pokazao je neuobičajenu sposobnost: može da prenese polomljene hromozome na potomstvo i da ih postepeno obnovi kroz više generacija.
YouTube Thumbnail
Istraživači su jedinke A. vaga izložili protonskom zračenju u dozama od 100, 250 i 500 Gy, što odgovara otprilike 88, 220 i 440 preloma duplih lanaca DNK po genomu. Pri najvišoj dozi pojedinačni hromozom mogao je biti razbijen na 30–50 fragmenata, ali fragmenti su opstajali i vraćali se u sledeće generacije.
The tiny bdelloid rotifer Adineta vaga, its DNA-containing cell nuclei glowing blue under fluorescent staining. (Matthew Terwagne, supplied)
Kako to rade?
Ključne komponente ovog fenomena su dve karakteristike:
Look at that magnificent facial hair. (Christian Jersabek/Rotifer World Catalog,CC BY_NC 4.0)
- Holocentrične hromozome: Umesto jedne centromere, A. vaga ima strukturu raspoređenu duž hromozoma, pa fragmenti koji sadrže ove elemente mogu biti pravilno segregirani u ćerke ćelije.
- Višegeneracijska popravka pomoću homolognog hromozoma: Iako se rotifer razmnožava aseksualno, zadržao je uparivanje homolognih hromozoma. Polomljeni krajevi koriste intaktni homolog kao šablon u procesu koji su autori nazvali "break-induced homologous extension repair" (BIHER).
Zbog toga rotiferi ne moraju odmah da rekonstituišu ceo hromozom pre reprodukcije: delimično stabilizovani fragmenti mogu preživeti i biti dodatno popravljani u narednim generacijama sve dok se originalna sekvenca ne obnovi ili dok se delecija ne smanji.
YouTube Thumbnail
"Na neki način stabilizuju krajeve hromozoma, prenesu ih u sledeću generaciju i onda nastave popravku," rekla je Karine Van Doninck (Université Libre de Bruxelles).
Zašto su razvili ovu sposobnost?
Verovatno razlog nije direktna izloženost jonizujućem zračenju, već česti ciklusi isušivanja i ponovnog navlaživanja u staništima mahovina i lišajeva. Desikacija izaziva slična fizička oštećenja DNK kao zračenje (dupli lanci pucaju), pa je otpornost na zračenje verovatna posledica prilagođavanja na sušu.
Subscribe to ScienceAlert's free fact-checked newsletter
Širi značaj
Ovo otkriće otvara nova pitanja i mogućnosti: koje molekularne mašinerije omogućavaju BIHER, kako rotifer postupa kada su obe homologe istovremeno oštećene, i može li se model koristiti za razumevanje pojava kao što je chromothripsis u ćelijama raka ili efekata zračenja na organizme u svemiru.
Autori smatraju da je ovo jedinstven primer transgeneracione reparacije hromozoma i jedno od važnijih otkrića u oblasti popravke genoma.
Rad je objavljen u časopisu Science Advances.
Pomozite nam da budemo bolji.
