Цитогенетическое исследование диминуции хроматина у пресноводных ракообразных - новый подход к изучению парадокса размера генома эукариот - Автореферат

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДИМИНУЦИИ ХРОМАТИНА У ПРЕСНОВОДНЫХ РАКООБРАЗНЫХ - НОВЫЙ ПОДХОД К ИЗУЧЕНИЮ ПАРАДОКСА РАЗМЕРА ГЕНОМА ЭУКАРИОТ Работа выполнена в Институте биологии внутренних вод им. Научные консультанты: доктор биологических наук, профессор Акифьев Алексей Павлович заслуженный деятель РФ, доктор биологических наук, профессор Бродский Всеволод Яковлевич Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Митрофанов Владимир Григорьевич доктор биологических наук, профессор Богданов Юрий Федорович доктор биологических наук, профессор Кузнецова Валентина ГригорьевнаОпределить частоту аберраций хромосом у видов с близкими величинами геномов и равным диплоидным числом хромосом, но различающихся по наличию диминуции хроматина в раннем эмбриогенезе. Научно-практическая значимость исследования заключается в возможности использования для таксономии отряда Cyclopoida таких цитогенетических характеристик как: наличие или отсутствие ДХ, количество ядерной ДНК в клетках зародышевой и соматической линии, хронология процесса ДХ, распределение гранул элиминируемого хроматина в анафазе диминуционного деления. В седьмой клетке ДХ проходит с некоторым опозданием, когда вышеуказанные шесть клеток уже входят в 5-е деление. По окончании диминуционного деления в шести клетках зародыша в интерфазном ядре 7-й клетки также появляются гранулы, затем эта клетка проходит диминуционное деление. Во всех клетках соматической линии всех изученных нами зародышей С. kolensis мы наблюдали одинаковую картину распределения гранул элиминируемого хроматина в анафазе диминуционного деления: большая часть гранул перемещается к полюсам веретена деления раньше хромосом, затем расходятся хромосомы, часть гранул остается в области «экватора» веретена деления.Обнаруженные факты наличия ДХ у C. kolensis, во время которой из хромосом пресоматических клеток удаляется 94% ДНК, при сохранении диплоидного числа хромосом после ДХ, позволяют рассматривать элиминируемую ДНК как избыточную для клеток соматической линии, так как отсутствие в них этой части генома не препятствует нормальному ходу онтогенеза. Сохранение после ДХ нередуцированного генома в клетках зародышевой линии позволяет предположить, что последовательности, удаляемые в процессе диминуции из клеток соматической линии, необходимы для нормального хода мейоза и созревания половых клеток, а сам процесс ДХ представляет собой механизм генетической изоляции между криптическими видами, у одного из которых ДХ отсутствует. Полученные в данном исследовании результаты показывают, что процесс ДХ представляет собой альтернативную форму регуляции клеточной дифференцировки на соматическую и зародышевую линии путем полной потери избыточной части генома, в то время как у подавляющей части эукариот эта часть генома инактивируется путем гетерохроматинизации. Сохранение избыточной ДНК в клетках зародышевой линии C. kolensis, элиминируемой из клеток соматической линии, сложная организация повторяющихся последовательностей этой ДНК, обусловленная характерным чередованием повторов и спейсеров, наличием слабодивергировавших, нередко на 100% тождественных прямых и инвертированных повторов, а также сходство цитогенетических и молекулярных характеристик московской и байкальской популяций C. kolensis, ясно указывают на то, что элиминируемую во время ДХ ДНК нельзя рассматривать как "паразитическую", "эгоистическую" или «мусорную». Высказано положение о том, что процесс ДХ представляет собой альтернативную форму регуляции клеточной дифференцировки на соматическую и зародышевую линию, во время которой происходит полная потеря избыточной части генома; в то время как у подавляющей части эукариот эта часть генома инактивируется путем гетерохроматинизации.