Как накопление полезных генов помогает старой дрожжевой клетке выживать в тяжёлых условиях

Исследователи из программы по эпигенетике Института Бабрахама использовали дрожжи, чтобы больше узнать о формировании внехромосомных колец ДНК (eccDNA), несущих амплифицированные гены, специфичности дупликации генов в ответ на давление среды и влиянии возраста. Их работа опубликована в журнале PLOS Biology.

• Модель: Дрожжевые клетки — отличная система для изучения амплификации генов, реакции на среду и старения из-за асимметричного деления, при котором старая материнская и молодая дочерняя клетки сосуществуют в популяции.
• Стимул: Учёные анализировали процесс дупликации генов у дрожжей под давлением высоких концентраций меди.
• Ген-мишень: Ранее было показано, что дрожжи специфически увеличивают число копий гена CUP1, что позволяет клеткам выживать в токсичных концентрациях меди.
• Форма амплификации: Помимо встраивания в хромосомы, дополнительные копии гена могут существовать в виде колец внехромосомной кольцевой ДНК (eccDNA). Эти структуры могут быстро приобретаться и теряться клеткой, обеспечивая гибкость генома.
• Распределение при делении: Исследователи обнаружили, что распределение eccDNA при асимметричном делении не случайно — материнские клетки удерживают эти кольца.
• Эволюционный смысл: Этот механизм можно сравнить с «эгоистичной страховкой» старых клеток, которые накапливают эти фрагменты ДНК в надежде на эволюционное преимущество, даже ценой некоторых неудобств (вмешательство в клеточные пути и вероятный вклад в старение).
• Значение для медицины: В раковых клетках подобные кольца ДНК могут содержать гены устойчивости к лекарствам и онкогены. Понимание этого механизма может улучшить знания о том, почему эффективность лечения рака может сильно различаться.