Prof. Małgorzata Prajer i prof. Ewa Przyboś z Instytutu Systematyki i Ewolucji Zwierząt PAN w Krakowie - współautorkami artykułu w „Nature”
Singh D. P., Saudemont B., Guglielmi G., Arnaiz O., Jean-François Gout J.-F., Prajer M., Potekhin A., Przyboś E., Aubusson-Fleury A., Bhullar S., Bouhouche B., Lhuillier-Akakpo M., Tanty V., Blugeon C., Alberti A., Labadie K., Aury J.-M., Sperling L., Duharcourt S., Meyer E. 2014. Genome-defence small RNAs exapted for epigenetic mating-type inheritance.
Nature 509: 447-452
W artykule opisano epigenetyczne mechanizmy dziedziczenia typów płciowych u orzęska Parmecium tetraurelia. Gatunek ten reprezentuje cytoplazmatyczny system dziedziczenia typów płciowych:
E (even) i O (odd). Po procesie płciowym komórki potomne pomimo wymieszania genomów mają zawsze typ płciowy taki jak komórka rodzicielska. Zidentyfikowano trzy geny: mtA, mtB i mtC odpowiedzialne za determinację typów płciowych. U P. tetraurelia najważniejszym genem jest gen mtA kodujący białko powierzchniowe. W jego odcinku kodującym znajduje się krótka sekwencja IES (internal eliminated sequence) usuwana podczas tworzenia sięnowego makrojądra po każdym procesie płciowym. Usunięcie tej sekwencji jest niezbędne aby gen stał się funkcjonalny i mogło być produkowane białko mtA. Okazało się, że w komórkach typu E sekwencja IES jest usunięta, natomiast w typie płciowym O jest zachowana i gen jest nieaktywny. W efekcie komórki o identycznym genotypie są fenotypowo zróżnicowane na dwa typy płciowe. Mechanizm dziedziczenia typów płciowych u tego gatunku jest oparty na procesach epigenetycznych bazujących na interferencji RNA. Zaangażowane są w nie małe, niekodujące cząsteczki RNA uczestniczące w skanowaniu makrojądrowego genomu matczynego i pośredniczące w przekazaniu informacji w nim zawartych do nowo tworzących się makrojąder komórek potomnych. Geny mtB i mtC pełnią rolę regulatorową i są identyczne w komórkach obu typów płciowych. Autorzy sugerują, że mechanizmy międzypokoleniowego dziedziczenia oparte na pamięci epigenetycznej przechowywanej w makrojądrze i chroniące genom przed obcymi sekwencjami DNA w postaci transpozonów lub IESów, mogą regulować ekspresję genów komórkowych.
Więcej informacji o Instytucie:
http://www.isez.pan.krakow.pl/