Исследование хромосом плодовой мушки улучшает понимание эволюции и фертильности

Исследование Тимоти Карра из Института Biodesign Университета Аризоны, выполненное в сотрудничестве с учёными из Чикагского университета и опубликованное в журнале BMC Biology, пересматривает роль инактивации половых хромосом во время образования сперматозоидов у плодовой мушки Drosophila melanogaster.

Ключевой вывод: Новый анализ опровергает более раннюю работу, утверждавшую, что у дрозофилы не происходит мейотической инактивации половых хромосом (MSCI). Исследование Карра показывает, что MSCI действительно происходит в процессе сперматогенеза.

Контекст и значение:

• Исследование фокусируется на эволюции пола и функции гамет, в частности на происхождении и роли сперматозоидов.
• Drosophila melanogaster — ключевой модельный организм: ~75% известных генов болезней человека имеют узнаваемые аналоги в геноме мушки, а 50% белковых последовательностей дрозофилы имеют гомологи у млекопитающих.
• Понимание функции генов, кодирующих белки в сперматозоидах дрозофилы, имеет прямое биомедицинское значение для изучения проблем фертильности у человека.

Научная основа:

• У самок дрозофилы, как и у млекопитающих, две гомологичные X-хромосомы (гомогаметный пол).
• У самцов — одна X и одна Y-хромосома (гетерогаметный пол).
• Во время мейотического развития сперматозоидов происходит инактивация X-хромосомы (MSCI), чтобы компенсировать «численное преимущество» X-связанных генов у самок.
• Это приводит к недостаточной представленности генов, полезных для самцов, на X-хромосоме. Считается, что такие гены с селективным преимуществом могут перемещаться с X-хромосомы на аутосомы, чтобы избежать инактивации.

Широкая роль дрозофилы:

Помимо исследований эволюции хромосом, Drosophila melanogaster служит генетической моделью для изучения болезней человека, включая:

• Болезни Альцгеймера, Паркинсона, Хантингтона
• Нейродегенеративные расстройства
• Механизмы старения, окислительного стресса, иммунитета, диабета и рака