Анемия Фанкони: новое понимание от зелёного растения

Анемия Фанкони — это генетическое заболевание человека с тяжёлыми последствиями, включая повышенный риск рака и бесплодия. Исследования на животных моделях выявили множество факторов, участвующих в анемии Фанкони, и показали, что они функционируют в репарации ДНК. Однако, несмотря на обширный анализ в соматических клетках млекопитающих, углублённые исследования половых клеток, из которых образуются яйцеклетки и сперматозоиды, были практически невозможны на животных моделях.

Группа Петера Шлёгельхофера из Венского университета в сотрудничестве с коллективами из Европы и США использовала модель растения для изучения роли ключевого белка — белка анемии Фанкони D2 (FANCD2) — в системе, где можно исследовать его функцию в половых клетках. Они обнаружили, что FANCD2 необходим для обмена генетическим материалом по ранее неизвестному пути, что имеет значение для понимания этого заболевания у людей.

Во время мейотических делений, которые производят сперматозоиды и яйцеклетки как у растений, так и у животных, обмен генетическим материалом (кроссинговер) между хромосомами способствует перетасовке генетических признаков и помогает хромосомам правильно распределиться по дочерним клеткам. Кроссинговер требует разрыва и восстановления ДНК, и многие белки, участвующие в этом процессе, включая FANCD2, консервативны у растений и животных.

Используя Arabidopsis thaliana в качестве модельного организма, авторы выявили важную функцию FANCD2 в образовании мейотического кроссинговера. Они показали, что FANCD2 Arabidopsis принадлежит к ранее не описанному пути, который способствует формированию кроссинговера.

Петер Шлёгельхофер комментирует: «Хотя существование такого дополнительного механизма подозревалось в течение долгого времени, наши данные предоставляют доказательства участия в нём белкового фактора».

Изучение этого дополнительного механизма на модельных системах позволит исследователям изучить биологические функции этих ключевых белков способами, невозможными на животных системах, и поможет понять последствия мутаций FANCD, выявленных у пациентов.

«Наша история с FANCD2 особенно нравится мне, потому что она демонстрирует силу Arabidopsis в понимании биологических принципов, актуальных за пределами области наук о растениях. Из-за консервативности пути анемии Фанкони мы убеждены, что наше исследование сильно стимулирует дальнейшие работы по формированию мейотического кроссинговера и связанным с анемией Фанкони патологиям у человека», — заявляет Шлёгельхофер.