Скритите мутации започват там, където се прекъсва ДНК

Робъртсъновата мистерия е разгадана…

Учени от Института за медицински изследвания „Стауърс“ за първи път установиха къде точно се прекъсват и съединяват човешките хромозомни структури, за да се образуват така наречените Робъртсънови хромозоми. Откритието помага да се обясни една дългогодишна генетична загадка и показва неочакваната роля на повтарящите се участъци от ДНК при формирането на геномите.

Изследването е ръководено от Леонардо Гомес де Лима, постдокторант в лабораторията на Дженифър Гертън. Резултатите от работата показаха как възникват подобни сраствания, защо те остават стабилни и каква ключова функция може да изпълнява повтореният генетичен материал, по-рано често наричан „боклук“. По думите на Гертън това е първият случай, в който е идентифицирано точното място на прекъсване на наследствения код, и открива пътя към ново разбиране на еволюцията на хромозомите.

Робъртсъновите варианти се срещат при един на всеки 800 души. Хората с тези вариации обикновено остават здрави, но наличието на тези асоциации увеличава риска от безплодие, спонтанен аборт или раждане на дете със синдром на Даун. Сега, когато е идентифицирано специфичното място на разминаване, изследователите се надяват, че това ще позволи по-точни препоръки и ще предложи допълнителни възможности за генетично консултиране в бъдеще.

За да открие точката на сливане, екипът използва технологията за секвениране с дълъг прочит. Тя им позволява да анализират дълги участъци от повтаряща се ДНК, които досега не можеха да бъдат изследвани със стандартните методи. Сравнявайки трите робъртсоновски структури с нормалните структури, учените откриха една и съща празнина в повторната последователност SST1. Преди това подобен резултат не можеше да се получи при хората или другите видове.

Тези хромозомни елементи се образуват, когато дългите рамена на две акроцентрични структури се съединят, а късите участъци изчезнат. В резултат на това клетката има 45 генетични елемента вместо обичайните 46. Подобна промяна не винаги остава без последствия и може да доведе до проблеми с плодовитостта. В тази научна работа екипът показва, че ориентацията на SST1 върху 14-ата хромозома позволява на 13-ата или 21-ата да се съединят, образувайки стабилни сливания, които запазват почти целия наследствен материал.

Тайната на надеждността на тези образувания се състои в това, че въпреки наличието на две центромери – областите, към които се прикрепят нишките на делителното вретено – само едната остава активна. Това предотвратява неуспехите при клетъчното делене. Проектът е съвместен проект на Националния институт за изследване на човешкия геном и Центъра за здравни науки към Университета на Тенеси. Както подчерта Гуертона, тази история има продължение, което предстои да бъде допълнително проучено.

Разбирането на тази ДНК нестабилност е жизненоважно за изследване на причините за заболявания и процесите на ремонт на ДНК.