Переписывание правил наследования у червей
Команда под руководством Кристиана Фрёкьяр-Йенсена из Университета науки и технологий имени короля Абдаллы (KAUST) изменила классический паттерн наследственности у круглых червей (нематод) — модельного организма в биологии. Созданные животные с необычной родословной помогают изучать внегенетические способы наследования и молекулярные сигнальные события между тканями и геномами.
Ключевая инновация: Метод позволяет получать мозаичное потомство, у которого одни ткани содержат ДНК только от матери, а другие — только от отца, нарушая правило наследования 50/50.
Улучшение методики
Метод основан на работе немецких исследователей (2016 г.), которые, сверхэкспрессируя всего один ген GPR-1, вызывали нарушение сортировки хромосом на ранней стадии эмбрионального развития. Однако оригинальный протокол был ненадёжным: экспрессия GPR-1 со временем терялась, а подтверждение мозаицизма требовало трудоёмкой микроскопии.
Команда Фрёкьяр-Йенсена совместно с нобелевским лауреатом Эндрю Файром усовершенствовала технику:
- Модифицировали ген GPR-1, чтобы предотвратить его "выключение" защитными механизмами генома.
- Разработали более удобную систему визуальной идентификации мозаичных червей.
Результаты и применение
Исследователи создали библиотеку штаммов с флуоресцентными маркерами и сверхэкспрессией GPR-1. В качестве доказательства концепции они получили червей, у которых почти весь ядерный ДНК происходил от отцовской линии. Материнской осталась только митохондриальная ДНК.
Перспективы использования:
- Синтетическая биология: создание червей с перекодированными геномами в лаборатории KAUST.
- Эпигенетика: изучение явления трансгенерационного эпигенетического наследования (передачи химических меток, влияющих на экспрессию генов) в рамках Исследовательской программы по экологической эпигенетике KAUST.
По словам Фрёкьяр-Йенсена, возможность создавать такие популяции — "переломный момент для исследований в области развития и генетики".
Исследование опубликовано в журнале Developmental Cell.