Размер имеет значение: Динамика размера генома, обусловленная вариацией числа копий у зелёной водоросли

Новое исследование бросает вызов устоявшимся представлениям о стабильности генома у близкородственных организмов и проливает свет на механизмы, лежащие в основе значительной вариации его размера.

Традиционно размер генома считается стабильным в пределах вида или среди близкородственных организмов. Однако исследование, опубликованное в Genome Biology and Evolution, выявило поразительную вариацию у комплекса одноклеточных водорослей Closterium peracerosum-strigosum-littorale (C. psl.), родственных наземным растениям.

У 22 природных штаммов C. psl. был обнаружен более чем двукратный разброс в размере генома — от примерно 450 мегабаз до более 1100 мегабаз. Это заставило авторов изучить причины такой вариации.

Анализ шести дополнительных штаммов показал, что ключевую роль играет вариация числа копий (CNV) генов или крупных сегментов ДНК по всему геному, а не дупликация конкретных хромосом или накопление повторов. Около 30% генов различались по числу копий даже у близкородственных штаммов.

При этом для примерно 30% генов с CNV уровень экспрессии не увеличивался пропорционально числу копий. Это указывает на наличие дозовой компенсации — эпигенетического механизма, поддерживающего сбалансированную экспрессию генов несмотря на изменения их дозы.

Дозовая компенсация, вероятно, помогает сохранять обширную CNV и вариацию размера генома в комплексе C. psl., повышая толерантность к изменениям дозы генов.

Дальнейшие исследования в этом комплексе и других немодельных видах, включая недавнюю работу Piganeau и коллег в том же журнале, показывают, что эукариотические геномы могут быть гораздо динамичнее, чем считалось ранее. Для полного понимания динамики в C. psl. необходимы сборки генома уровня хромосом и информация о кариотипе, получение которой пока остаётся сложной задачей.