Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Мейотический драйв - это тип внутригеномного конфликта , при котором один или несколько локусов в геноме будут влиять на манипулирование мейотическим процессом таким образом, чтобы способствовать передаче одного или нескольких аллелей по сравнению с другим, независимо от его фенотипической экспрессии. Проще говоря, мейотический драйв - это когда одна копия гена передается потомству в более чем ожидаемых 50% случаев. Согласно Баклеру и др., «Мейотический драйв - это подрыв мейоза, так что определенные гены преимущественно передаются потомству. Мейотический драйв обычно вызывает предпочтительную сегрегацию небольших участков генома». [1]

Мейотический драйв растений [ править ]

Первое сообщение о мейотическом драйве поступило от Маркуса Роудса, который в 1942 году наблюдал нарушение менделевских соотношений сегрегации для локуса R - гена, контролирующего выработку пурпурного пигмента антоциана в зернах кукурузы - в линии кукурузы, несущей аномальную хромосому 10. [2] ] Это нарушение менделевской сегрегации, как было позже показано, является результатом множества генов Kindr, которые в настоящее время находятся на конце хромосомы 10, которые индуцируют неоцентромерную активность в бугорках кукурузы, в результате чего копии хромосом кукурузы, несущие бугорки, преимущественно достигают яйцеклетки во время самки. мейоз. [3]

Мейотический драйв у животных [ править ]

Неравное наследование гамет наблюдается с 1950-х годов [4], в отличие от Первого и Второго законов Грегора Менделя ( закона сегрегации и закона независимого ассортимента ), которые диктуют, что существует случайная вероятность каждого аллеля. передается потомству. Примеры генов эгоистичного влечения у животных в основном были обнаружены у грызунов и мух. Эти приводные системы могут играть важную роль в процессе видообразования . Например, предположение, что гибридная стерильность ( правило Холдейна ) может возникать в результате дивергентной эволюции драйверов половых хромосом и их супрессоров. [5]

Мейотический драйв у мышей [ править ]

Ранние наблюдения Т-гаплотипов мышей Мэри Лайон описали многочисленные генетические локусы на 17-й хромосоме, которые подавляют искажение соотношения полов на Х-хромосоме. [6] [7] Если драйвер не отмечен, это может привести к исчезновению популяции, поскольку популяция исправит драйвер (например, эгоистичную Х-хромосому), удалив Y-хромосому (и, следовательно, самцов) из популяции. Идея о том, что мейотические драйверы и их супрессоры могут управлять видообразованием, подтверждается наблюдениями о том, что мышиные Y-хромосомы, лишенные определенных генетических локусов, дают потомство с предвзятым отношением к самкам, подразумевая, что эти локусы кодируют супрессоры влечения. [8] Более того, скрещивание определенных линий мышей, использованных в исследованиях, приводит к неравному соотношению потомков. Один ген, ответственный за нарушение соотношения полов у мышей, - это r2d2 (r2d2 - ответчик на мейотический драйв 2), который предсказывает, какие линии мышей могут успешно размножаться без искажения соотношения полов в потомстве. [9]

Мейотический драйв у мух [ править ]

Муха-стебельчатая муха

Эгоистичные хромосомы черноглазых мух имели экологические последствия. Управляющие Х-хромосомы приводят к снижению плодовитости самцов и успешности спаривания, что приводит к частотно-зависимому отбору, поддерживающему как ведущие аллели, так и аллели дикого типа. [10]

Известно, что у нескольких видов плодовых мух есть управляющие Х-хромосомы, из которых наиболее охарактеризованные обнаружены у Drosophila simulans . У D. simulans известны три независимые ведущие Х-хромосомы, которые называются Париж, Дарем и Уинтерс. В Париже ведущий ген кодирует белок, моделирующий ДНК («гетерохроматиновый белок 1 D2» или HP1D2 ), где аллель ведущей копии не может подготовить мужскую Y-хромосому к мейозу. [11] У Winters ген, ответственный за это («Искажающий на X» или Dox ), был идентифицирован, хотя механизм, с помощью которого он действует, до сих пор неизвестен. [12]Сильное давление отбора, наложенное этими движущими Х-хромосомами, привело к появлению супрессоров влечения, гены которых в некоторой степени известны Винтерс, Дарем и Пэрис. Эти супрессоры кодируют шпилечные РНК, которые соответствуют последовательности генов-драйверов (таких как Dox ), ведущие пути интерференции РНК хозяина к деградации последовательности Dox . [13] Аутосомные супрессоры привода известны в Drosophila mediopunctata , [14] дрозофилы paramelanica , [15] дрозофилы quinaria , [16] и дрозофилы testacea , [17] подчеркивается важность этих приводных систем в природных популяциях.

См. Также [ править ]

  • Фиксированный аллель

Ссылки [ править ]

  1. ^ Кулачный ES, Phelps-Durr Т.Л., кулачный CS, Dawe РК, Doebley JF, Holtsford TP (сентябрь 1999). «Мейотический драйв хромосомных узлов изменил геном кукурузы» . Генетика . 153 (1): 415–26. PMC  1460728 . PMID  10471723 .
  2. ^ Rhoades М. (июль 1942). «Преимущественная сегрегация кукурузы» . Генетика . 27 (4): 395–407. PMC 1209167 . PMID 17247049 .  
  3. ^ Dawe Р.К., Лоури Е.Г., Гент СО, Ститцер МС, Swentowsky кВт, Хиггинс ДМ, Росс-Ибарра Дж, Уоллес Ю.Г., Kanizay Л.Б., Alabady М, Цю Вт, Цзэн К. Ф., Ван Н, Гао Z, Birchler JA, Harkess А.Е. , Ходжес А.Л., Хиатт EN (май 2018 г.). «Мотор кинезина-14 активирует неоцентромеры, чтобы стимулировать мейотический драйв кукурузы» . Cell . 173 (4): 839–850.e18. DOI : 10.1016 / j.cell.2018.03.009 . PMID 29628142 . 
  4. Перейти ↑ Sandler L, Novitski E (1957). «Мейотический драйв как эволюционная сила». Американский натуралист . 91 (857): 105–110. DOI : 10.1086 / 281969 .
  5. ^ Helleu Q, Gérard PR, Моншан-Moreau C (декабрь 2014). «Влечение половых хромосом» . Перспективы Колд-Спринг-Харбор в биологии . 7 (2): a017616. DOI : 10.1101 / cshperspect.a017616 . PMC 4315933 . PMID 25524548 .  
  6. Перейти ↑ Lyon MF (1984). «Искажение коэффициента передачи в t-гаплотипах мышей происходит из-за множества генов-искажателей, действующих на локус респондента». Cell . 37 (2): 621–628. DOI : 10.1016 / 0092-8674 (84) 90393-3 . PMID 6722884 . 
  7. Перейти ↑ Lyon MF (1986). «Мужское бесплодие t-комплекса мыши обусловлено гомозиготностью искажающих генов». Cell . 44 (2): 357–363. DOI : 10.1016 / 0092-8674 (86) 90770-1 .
  8. ^ Cocquet J, Эллис PJ, Ямаути Y, Mahadevaiah СК, Affara Н.А., Уорд М.А., Бургойн PS (ноябрь 2009 г.). «Многокопийный ген Sly подавляет половые хромосомы в зародышевой линии самцов мышей после мейоза» . PLoS Биология . 7 (11): e1000244. DOI : 10.1371 / journal.pbio.1000244 . PMC 2770110 . PMID 19918361 .  
  9. ^ Didion JP, Morgan AP, Clayshulte AM, Mcmullan RC, Yadgary L, Petkov PM, Bell TA, Gatti DM, Crowley JJ, Hua K, Aylor DL, Bai L, Calaway M, Chesler EJ, French JE, Geiger TR, Gooch Т.Дж., Гарланд Т., Харрил А.Х., Хантер К., Макмиллан Л., Холт М., Миллер Д.Р., О'Брайен Д.А., Пейген К., Пан В., Роу Л. Б., Шоу Г. Д., Симечек П. и др. (Февраль 2015 г.). «Увеличение числа копий на нескольких мегабазах вызывает искажение материнского коэффициента передачи на хромосоме 2 мыши» . PLoS Genetics . 11 (2): e1004850. DOI : 10.1371 / journal.pgen.1004850 . PMC 4334553 . PMID 25679959 . Краткое содержание - Phys.org (11 февраля 2015 г.).  
  10. ^ Wilkinson GS, Johns PM, Kelleher ES, Muscedere ML, Lorsong A (ноябрь 2006 г.). «Фитнес-эффекты привода Х-хромосомы у мухи, Cyrtodiopsis dalmanni» (PDF) . Журнал эволюционной биологии . 19 (6): 1851–60. DOI : 10.1111 / j.1420-9101.2006.01169.x . PMID 17040382 .  
  11. ^ Helleu Q, PR - Жерара, Dubruille R, Ogereau D, Prud'homme В, Loppin В, Моншан-Моро С (апрель 2016). «Быстрая эволюция гетерохроматинового белка Y-хромосомы лежит в основе мейотического драйва половых хромосом» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 113 (15): 4110–5. Bibcode : 2016PNAS..113.4110H . DOI : 10.1073 / pnas.1519332113 . PMC 4839453 . PMID 26979956 .  
  12. ^ Courret С, Жерара PR, Ogereau Д, Falque М, Moreau л, Моншан-Moreau С (декабрь 2018). «Мейотический драйв X-хромосомы у Drosophila simulans: подход QTL раскрывает сложный полигенный детерминизм подавления влечения Paris» . Наследственность . 122 (6): 906–915. DOI : 10.1038 / s41437-018-0163-1 . PMC 6781156 . PMID 30518968 .  
  13. ^ Лин CJ, Ху F, R Dubruille, Vedanayagam Дж, Вэнь - J, Smibert Р, Loppin В, Лай ЕС (август 2018). «Путь hpRNA / RNAi необходим для разрешения внутригеномного конфликта в мужской зародышевой линии дрозофилы» . Клетка развития . 46 (3): 316–326.e5. DOI : 10.1016 / j.devcel.2018.07.004 . PMC 6114144 . PMID 30086302 .  
  14. ↑ de Carvalho AB, Klaczko LB (ноябрь 1993 г.). «Аутосомные супрессоры соотношения полов у Drosophila mediopunctata» . Наследственность . 71 (Pt 5) (5): 546–51. DOI : 10.1038 / hdy.1993.174 . PMID 8276637 . 
  15. ↑ Stalker HD (февраль 1961 г.). «Генетические системы, изменяющие мейотический драйв у Drosophila Paramelanica» . Генетика . 46 (2): 177–202. PMC 1210188 . PMID 17248041 .  
  16. ^ Jaenike J (февраль 1999). «Подавление мейотического драйва соотношения полов и поддержание полиморфизма Y-хромосомы у дрозофилы» . Эволюция; Международный журнал органической эволюции . 53 (1): 164–174. DOI : 10.1111 / j.1558-5646.1999.tb05342.x . PMID 28565182 . 
  17. ^ Keais GL, Hanson MA, Говен ВЕ, Перлман SJ (июнь 2017). «Драйвер Х-хромосомы у широко распространенной лесной мухи Палеарктики, Drosophila testacea» . Журнал эволюционной биологии . 30 (6): 1185–1194. DOI : 10.1111 / jeb.13089 . PMID 28402000 .