研究人员发现一种基因突变发生在卵子和精子的形成

有时最好的方式来理解生物过程是扰乱正常的过程和分析结果。

这就是为什么斯隆凯特林研究所(滑雪)研究人员使用的应变突变小鼠来发现新的线索减数分裂的过程中,形成卵子和精子(也称为生殖细胞)。研究人员了解到DNA的休息会导致意外的类型的有害突变。了解突变出现在生殖细胞是很重要的,因为他们能导致流产和遗传性疾病。这项研究发表11月17日2021年细胞。

“这项研究已经使我们了解更多关于减数分裂分子水平上第一作者说:“阿格涅斯卡Lukaszewicz,高级研究科学家在实验室工作的玛丽亚Jasin,滑雪发育生物学计划的一员。“我们有新见解出现错误时,会发生什么。”

管理DNA断裂防止错误

由于减数分裂,孩子继承等量的遗传物质来自父母。但每个精子或卵细胞只包含父母的DNA的一半。卵子受精后,两半一起创建一个胚胎的全套染色体。

一个至关重要的减数分裂发生在两股DNA的一部分打破在同一个地方,然后由这一过程被称为重组修复。大约300的双链断裂发生在基因组中正常的卵子和精子细胞的形成。休息确保父母的DNA可以减半,同时也导致后代的遗传变异。

“已经有大量的双链断裂发生在减数分裂过程中,“Jasin博士说,这项研究的资深作者。“最重要的发现是,当有太多的双链断裂,他们可能无法正确修复,导致潜在的严重的突变,可以传递给后代。”

损伤的积累

在新的研究中,研究小组专注于雄性老鼠,失踪一个叫做ATM基因。ATM的突变与癌症相关联,因为它们防止细胞能够识别他们受损的DNA,允许更多的突变积累。

在这种情况下,小鼠没有ATM生殖细胞有超过10倍的DNA双链断裂,而正常减数分裂期间会发生什么。团队然后看着这些优惠是如何修复或更多likely-misrepaired。

在DNA双链断裂发生在减数分裂期间通常是通过同源重组修复,这一过程发生在受损的DNA发现匹配的基因序列,将这两个序列联系在了一起。这有助于把染色体的内容。但在老鼠失踪的ATM,打破被另一个发现是修理,不准确的过程。在这个过程中,称为nonhomologous加入,破碎的DNA结束只是缝合在一起。因为那么多优惠开始形成ATM失踪时,DNA结束从两个中断可能缝合。这导致错误删除和遗传物质的复制。

“很多已经完成减数分裂研究酵母、同源重组是占主导地位的修复过程,“Jasin博士说。“但是老鼠和人们普遍使用nonhomologous意味着修复破碎的DNA。”By studying this过程在老鼠的基因缺陷导致减数分裂异常高的DNA断裂,研究人员能够了解更多关于这些额外优惠的后果。

每个研究者的研究,包括Jasin博士的长期合作者在减数分裂的研究中,斯科特·基尼滑雪的分子生物学程序,强调需要做进一步的工作,因为损失的ATM基因的一个副本在人群中并不少见。还有待观察是否会导致较高的突变率。

了解删减和复制的遗传物质产生很重要,因为如果这些错误发生在基因健康发展是至关重要的,它们可以导致流产。如果错误发生在基因不重要但重要的是,他们仍然可以造成损害,包括遗传疾病。

总体上看,研究结果具有广泛的意义,说明基因变化发展在许多代,因为不必要的基因的突变,以及非编码DNA区域包含监管元素,塑造一个人的基因构成。