Расшифровка «темного сердца» хромосом

Несмотря на секвенирование тысяч геномов растений и животных, значительная их часть — высокоповторяющаяся ДНК — остается неизученной. Внутри этих загадочных компартментов находятся центромеры — ключевые участки хромосом, обеспечивающие точное распределение генетического материала при делении клетки.

В новом исследовании, опубликованном 14 мая в журнале PLOS Biology, лаборатории Меллон (Университет Коннектикута) и Ларракуэнте (Университет Рочестера) применили комбинацию передовых методов:

• Секвенирование длинных фрагментов ДНК
• Выделение участков, связанных с центромер-специфичным гистоновым белком
• Визуализацию хроматиновых волокон с помощью высокоразрешающей микроскопии

Это позволило впервые определить полные последовательности всех центромер у модельного организма — плодовой мушки Drosophila melanogaster.

Ключевое открытие: внутри «моря» простых повторов обнаружены «острова» более сложной ДНК. Эти острова неожиданно богаты транспозонами — мобильными генетическими элементами, особенно ретроэлементами (например, G2/Jockey-3), которые присутствуют во всех центромерах как у D. melanogaster, так и у родственного вида Drosophila simulans.

«Интересно, что центромерные острова богаты ретроэлементами, которые мы обычно считаем геномными паразитами», — отмечает профессор Аманда Ларракуэнте.

Полученные данные указывают, что эти «эгоистичные» элементы ДНК могут играть важную роль в функционировании центромер у самых разных видов — грибов, растений, млекопитающих, а теперь и плодовых мух.

«Имея на руках последовательности центромер, мы готовы использовать мощный генетический инструментарий дрозофилы, чтобы понять роль этих последовательностей в работе и эволюции центромер», — говорит профессор Барбара Меллон.