Изменения числа хромосом у дрожжей

Исследователи из Тринити-колледжа в Дублине выявили эволюционные механизмы, которые за последние 100–150 миллионов лет привели к увеличению или уменьшению числа хромосом в группе видов дрожжей. Исследование, которое будет опубликовано 21 июля в журнале с открытым доступом PLoS Genetics, предлагает беспрецедентный взгляд на изменения хромосомного набора (числа хромосом) в большой группе родственных видов.

Ранее были изучены лишь отдельные случаи изменения числа хромосом у растений и животных, например, слияние двух хромосом человекообразных обезьян, которое привело к появлению хромосомы 2 у человека. В результате у человека 23 пары хромосом по сравнению с 24 парами у человекообразных обезьян. Семейство дрожжей, изученное в этой работе, охватывает эволюционное расстояние, сравнимое с таковым у позвоночных. Наличие полностью секвенированных геномов позволило реконструировать структуры предковых геномов в разные эволюционные моменты времени. Отслеживание позиций ключевых частей хромосом (центромер и теломер) во времени позволило идентифицировать конкретные события перестройки генома, которые привели к изменениям хромосомного набора.

Добавление или удаление большого числа генов клетками обычно не переносится. Это ограничивает возможные типы изменений хромосомного набора перестройками генов на хромосомах, которые сохраняют общее количество генов.

Исследователи показывают, что у дрожжей хромосомный набор уменьшался во всех случаях, кроме одного важного события — дупликации всего генома. Это событие удвоило набор предка нескольких видов с 8 хромосом до 16. Уменьшения числа хромосом происходили в основном за счёт слияния целых хромосом, аналогично тому, которое привело к появлению хромосомы 2 у человека. Одним исключением из этого механизма стал разрыв хромосомы с последующим присоединением двух образовавшихся концов к концам двух разных хромосом.

Хотя некоторые аспекты исследования специфичны для дрожжей, многие механизмы изменения числа хромосом у них схожи с таковыми у других организмов и, следовательно, проливают свет на то, как эволюционируют хромосомные наборы.