W styczniu kolejna praca zespołu prof. Piotra Ziółkowskiego z Wydziału Biologii UAM została opublikowana w prestiżowym czasopiśmie naukowym Nature Communications. Tym razem badania dotyczyły wpływu polimorfizmów DNA na aktywność gorących miejsc rekombinacji (ang. recombination hotspots) u Arabidopsis thaliana.
Każdy organizm, rozmnażający się płciowo, posiada podwójny zestaw genów: jeden pochodzący od ojca, drugi od matki. Tworzenie gamet (u ludzi są to komórka jajowa i plemniki) zachodzi podczas mejozy, która zapewnia redukcję materiału genetycznego o połowę. Dzięki czemu po połączeniu komórki jajowej i plemnika, organizm potomny będzie miał również podwójny zestaw genów.
Podczas mejozy dochodzi do zdarzeń crossing-over, które zapewniają wymianę materiału genetycznego między rodzicielskimi chromosomami nazywany rekombinacją mejotyczną. Zjawisko crossing-over to jedno z podstawowych narzędzi w rękach hodowców. Umożliwia tasowanie alleli genów w krzyżówkach pomiędzy różnymi odmianami i selekcji w kierunku odpowiedniej cechy. Jest to długotrwały proces, ponieważ crossing-over mają tendencję do skupiania się w wąskich regionach chromosomowych określanych jako gorące miejsca rekombinacji. Zarówno liczba, jak i dystrybucja crossing-over są ściśle kontrolowane, a poznanie czynników wpływających na zachodzenie crossing-over mogłoby przyczynić się do przyspieszenia procesu poprawy wartości użytkowej danej rośliny.
Poważnym ograniczeniem w badaniach crossing-over jest brak wydajnych metod pozwalających na ich mapowanie z dużą rozdzielczością. Naukowcy z UAM pod kierunkiem prof. Piotra Ziółkowskiego opracowali nowatorską metodę, seed-typing, która umożliwia identyfikację miejsca zajścia crossing-over z niespotykaną dotąd rozdzielczością. Metoda ta opiera się na użyciu bardzo krótkich interwałów posiadających na swoich końcach geny reporterowe kodujące białka zielonej i czerwonej fluorescencji, które ulegają ekspresji w nasionach. Jeśli między dwoma genami reporterowymi wystąpi zdarzenie crossing-over, zrekombinowane nasiona można w łatwy sposób zidentyfikować pod mikroskopem na podstawie ich fluorescencji. Późniejsza amplifikacja interwału między dwoma reporterami i sekwencjonowanie nowej generacji (NGS) prowadzi do identyfikacji miejsc crossing-over w oparciu o polimorfizmy pojedynczego nukleotydu występujące pomiędzy rodzicami.
Czytaj dalej na Uniwersyteckie.pl: Prof. Ziółkowski. Kolejna publikacja w Nature Communications