Роль B-хромосомы кукурузы в регуляции экспрессии генов

Биологи из Университета Миссури обнаружили новые данные о функции и свойствах B-хромосомы кукурузы. Исследование под руководством докторов Сяовэнь Ши и Хуа Ян опубликовано в январе 2022 года в журнале Plant Journal.

Помимо 20 нормальных A-хромосом, у кукурузы есть необязательная B-хромосома, которая может присутствовать или отсутствовать у отдельных особей в популяции. Несмотря на необязательность, она обладает свойствами, обеспечивающими её передачу в популяциях. B-хромосома широко используется в генетических исследованиях, включая экспериментальное картирование, изучение доз хромосом, их поведения и создание мини-хромосом. Хотя B-хромосома была открыта почти век назад, её считали по сути инертной, и о её функции было мало известно.

В исследовании, изучавшем влияние B-хромосомы на экспрессию генов с помощью RNA sequencing, авторы показали, что 273 из 758 предсказанных генов, расположенных на B-хромосоме, активно транскрибируются в листовой ткани. B-хромосома вызывает дифференциальную экспрессию генов, микроРНК (miRNAs) и мобильных генетических элементов (TEs).

• Изменения в экспрессии генов, расположенных на A-хромосомах, в основном определяются присутствием, а не числом копий B-хромосомы.
• Напротив, экспрессия большинства генов, расположенных на самой B-хромосоме, положительно коррелирует с числом её копий, демонстрируя пропорциональный дозовый эффект.
• Кроме того, микроРНК с A-хромосом участвуют в регуляции экспрессии генов на A-хромосомах под влиянием B-хромосомы, потенциально модулируя свои мишени по каскадному принципу.

Исследование доказывает, что B-хромосома не является полностью инертной. Её присутствие приводит к изменениям экспрессии генов как на транскрипционном, так и на посттранскрипционном уровнях. Увеличение числа копий B-хромосомы вызывает как кумулятивные, так и некумулятивные эффекты на экспрессию генов, miRNAs и TEs.