研究人員揭示了3D基因組結(jié)構(gòu)的變化及其對生育力的影響

基因組在細胞核內(nèi)緊密組織(包裝)。鑒于它可以調(diào)節(jié)基因表達，因此這種三維(3D)基因組組織至關(guān)重要。

巴塞羅那自治大學(xué)(UAB)科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的一項研究現(xiàn)在使用小鼠模型證明，在雄性生殖細胞(精子的前體)形成過程中，基因組的3D組織極為活躍，并且這種結(jié)構(gòu)的改變會影響生育力。 。

這項發(fā)表在《自然通訊》上的研究描述了家鼠野生種群(家蠅)的生殖細胞中的3D基因組結(jié)構(gòu)，其染色體重排，基因組改變會改變?nèi)旧w的結(jié)構(gòu)。這項研究代表了在配子(卵母細胞和精子)形成過程中產(chǎn)生和調(diào)節(jié)基因組結(jié)構(gòu)與功能的機制方面的重大進展。

有性繁殖的生物通過兩次連續(xù)的細胞分裂產(chǎn)生單倍體配子(具有一組染色體)，然后再進行僅一輪的基因組復(fù)制。在此過程中(稱為減數(shù)分裂)，對基因組的組織進行了嚴(yán)格的調(diào)節(jié)以允許重組，這是一種通過交換祖細胞的同源染色體來維持生物體遺傳多樣性的基本機制，同時又可以染色體將完整地傳遞給下一代，而不改變其結(jié)構(gòu)和/或數(shù)目。

細胞生物學(xué)，生理學(xué)和免疫學(xué)系副教授Aurora Ruiz-Herrera解釋說：“研究表明，配子形成過程中的基因組組織動力學(xué)和重組都受到染色體重排的影響。”阿聯(lián)酋生物技術(shù)與生物醫(yī)學(xué)研究所(IBB)，研究負責(zé)人。“我們檢測到這些染色體重排影響生殖細胞核內(nèi)的染色體折疊，從而改變了同源染色體和減數(shù)分裂重組的配對模式。這些結(jié)果將為新的方法研究導(dǎo)致不育的遺傳學(xué)鋪平道路。”

Aurora協(xié)調(diào)的研究小組成員Covadonga Vara解釋說：“結(jié)果表明了發(fā)生重組的三維基因組環(huán)境的重要性，其中諸如染色體重組等因素可以影響給定物種的基因組組成。” Ruiz-Herrera和該論文的合著者。

根據(jù)科學(xué)家的說法，確定配子形成過程中調(diào)節(jié)基因組結(jié)構(gòu)和功能的機制至關(guān)重要，因為該過程的失調(diào)會導(dǎo)致疾病，例如不育癥和染色體數(shù)目的改變，例如21三體。 。

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