Диссертация (1145855), страница 24
Текст из файла (страница 24)
Мы также впервые провели анализэпигенетического статуса элиминируемого генома в составе микроядер в гонадахгибридных головастиков. Полученные результаты показывают наличие маркеровгетерохроматина в элиминируемом хроматине в гонадах гибридных головастиков (Рисунок15 в,г). Таким образом, мы обнаружили сходство эпигенетических модификаций гистонов126в элиминируемом хроматине у межвидовых гибридов P. esculentus с различными случаямиудаления генетического материала. Это может свидетельствовать о сходстве механизмов,участвующих в распознавании генетического материала, предназначенного для удаления.Ключевым фактором, необходимым для осуществления процесса элиминацииявляется предварительное распознавание клеткой генетического материала по принципу«свой-чужой».
Каким образом это происходит у межвидовых гибридов, а такжепрактически во всех других случаях удаления генетического материала неизвестно.Однако, для инфузорий Tetrachimena показано, что избирательное распознаваниепоследовательностей, предназначенных для элиминации, осуществляется с помощьюкоротких некодирующих РНК – scan РНК (Mochizuki et al., 2002; Lepère et al., 2008). Взародышевых клетках позвоночных роль распознавания последовательностей могутвыполнять piРНК (PIWI-взаимодействующие РНК), поступившие с гаметами самок (илисамцов) родителей. Эти piРНК ко-транскрипционно инактивируют ретротранспозоны, чтоприводит к нормальному развитию половых клеток в гонадах и появлению фертильногопотомства (Siomi et al., 2011).
Нарушение гашения ретротранспозонов, связанного сотсутствием соответствующих материнских piРНК у потомства, приводит к взрывуактивности мобильных элементов в гонадах, что в свою очередь ведет к стерильностипотомства (Brennecke et al., 2008). Следует отметить, что и scan-РНК у инфузорийTetrachimena и piРНК в зародышевых клетках позвоночных после распознаванияспецифических последовательностей в геноме привлекают комплексы метилтрансфераз,осуществляющих метилирование этих последовательностей (Volpe et al., 2002; Peng,Karpen, 2009). На основании вышеизложенных данных и полученных результатов мыпредполагаем, что высокая стерильность гибридного потомства от скрещиванияродительских видов, а также нарушения гаметогенеза у гибридов могут быть связаны снарушением наследования коротких регуляторных РНК из транскриптомов разных видов.Согласно нашей гипотезе, геном, отсутствовавший в ооците, должен быть элиминирован вгаметогенезе гибридных животных.
В то же время геном, который присутствовал в ооцитесамки, будет транскрибировать регуляторные некодирующие РНК, которые будутиспользоваться в гаметогенезе будущего головастика и будут способны инактивироватьсоответствующие ретротранспозоны во время гаметогенеза потомства. В то же время, в томгеноме, который отсутствовал в материнском ооците, может произойти всплеск активностиретротранспозонов. Элиминация генома могла развиться в качестве защитного механизма,противодействующего всплеску активности ретротранспозонов во время гаметогенезаголовастиков.
Таким образом, у диплоидных гибридных головастиков, полученных в127результате оплодотворения гаплоидных яйцеклеток с геномом P. ridibundus гаплоиднымсперматозоидом с геномом P. lessonae мы будем ожидать элиминацию генома P. lessonae.Проведенный 3D-FISH с видоспецифичным олигонуклеотидным зондом к центромерномуповтору RrS1 позволил обнаружить центромеры хромосом P.
ridibundus в ядрахзародышевых клеток, но не в элиминационных тельцах в гонадах диплоидных гибридныхголовастиков, полученных в результате оплодотворения гаплоидных яйцеклеток с геномомP. ridibundus гаплоидным сперматозоидом с геномом P. lessonae. Полученные результатысвидетельствуют о наличии в элиминационных тельцах генома P. lessonae, но неP. ridibundus, что косвенно подтверждает высказанную гипотезу.В качестве альтернативного механизма, приводящего к избирательной элиминациигенома в гаметогенезе гибридных лягушек, можно предложить конкуренцию междугеномами родительских видов. Такая конкуренция геномов может привести к «мутации» водном из геномов, вызывающей избирательную элиминацию другого родительскогогенома.
Конкуренция между геномами P. ridibundus и P. lessonae в поколениях диплоидныхгибридов может привести к возникновению в геноме P. ridibundus такой мутации,вызывающей элиминацию. Однако геном P. lessonae будет препятствовать своемуудалению, что может привести к формированию ооцитов с обоими геномами родительскихвидов. Такая «мутация» также может привлекать регуляторные факторы для распознаванияпоследовательностей в геноме другого вида и воспринимать его как «чужой». Подобнаяконкуренция предложена для организмов с гапло-диплоидным наследованием, у которыхудаление отцовского генома индуцируется материнским геномом (Brown, 1963; Herrick,Seger, 1999).
Однако для подтверждения подобных предположений требуется анализтранскриптома ооцитов гибридных самок и гонад гибридных головастиков, полученныхпосле оплодотворения ооцитов с различной геномной композицией.1284.5. ЗаключениеТаким образом, процессы элиминации и эндорепликации геномов, проходящие враннем гаметогенезе позволяют диплоидным гибридным лягушкам преодолеватьрепродуктивные барьеры. В изучаемых популяционных системах обнаружена уникальнаяситуация, когда большинство диплоидных гибридов передают гаметы того родительскоговида (P.
ridibundus), с которым они сосуществуют. Однако такая ситуация не являетсяфатальной для гибридов из-за того, что диплоидные самцы производят гаметы с геномомдругого родительского вида (P. lessonae). Кроме того, нарушения в процессах элиминациииэндорепликациигеномоввгаметогенезедиплоидныхгибридовприводятквозникновению триплоидных гибридов. Возникновение триплоидных гибридов издиплоидных яйцеклеток отражает общее направление развития популяционных системклональных и полуклональных форм, предположительно ведущее к возникновению новогополиплоидного вида. Удаление генома одного из родительских видов предшествуетэлиминации и происходит избирательно в раннем гаметогенезе гибридных лягушек.Элиминируемый геном претерпевает гетерохроматинизацию и удаляется из ядерзародышевых клеток.
Для подтверждения универсальности процессов элиминации иэндорепликации геномов в гаметогенезе гибридных лягушек представляется важнымпровести сходный анализ представителей комплекса P. esculentus из других типовпопуляционных систем. Кроме того, для понимания механизмов избирательнойэлиминации одного из родительских геномов в ходе гаметогенеза гибридных лягушекперспективно дальнейшее исследование эпигенетического состояния хроматина на стадииформирования микроядер, а также анализ регуляторных материнских РНК.129Выводы1. Различия в положении интерстициальных сайтов теломерного повтора наядрышкообразующейхромосомепозволяютидентифицироватьхромосомыродительских видов в метафазе митоза у представителей комплекса P. esculentus.Расположение маркерных структур на хромосомах типа ламповых щетокродительских видов комплекса P.
esculentus, суммированные в сконструированныхцитологических картах, позволяют идентифицировать хромосомные наборы,передаваемые в ооцитах ди- и триплоидных гибридных лягушек.2. В гаметогенезе большинства диплоидных и триплоидных гибридных самок можетпроисходить избирательное удаление генома P. lessonae, в то время как геномP. ridibundus будет передаваться в гаметы, несмотря на то, что гибриды обитают сособями P.
ridibundus. В гаметогенезе большинства диплоидных гибридов, вотличие от триплоидных гибридов, после этапа элиминации генома P. lessonaeпроисходит эндорепликация генома P. ridibundus.3. Селективная элиминация генома в гониальных клетках ди- и триплоидныхгибридныхголовастиковпроисходитпремейотическипосредствомгетерохроматинизации и формирования микроядер.4. Отсутствие или нарушение элиминации и дополнительные стадии эндорепликациигеномов приводят к возникновению ооцитов с различной геномной композицией иуровнем плоидности у ди- и триплоидных гибридов. Оплодотворение таких гаметприводит к появлению вариабельного потомства.5. В исследуемых популяционных системах типа R-E триплоидные лягушки неспособны к самостоятельному воспроизводству и зависят от диплоидных самок,производящих диплоидные гаметы. В то же время, диплоидные лягушки возникаютврезультатеоплодотворениягаплоидныхяйцеклеток,производимыхтриплоидными гибридами, некоторыми диплоидными гибридами, а также особямиродительского вида.130Список литературы1.Ананьева, Н.Б.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
