Labmedya - Laboratuvar ve Sağlık Gazetesi

Sentromerler, hücre bölünmesi sırasında kromozomların düzgün bir şekilde ayrılmasından sorumlu olan kromozomların önemli unsurlarıdır. Bu işlev, DNA’ya gerekli proteinleri bağlamak için yapısını veren uygun metilasyon desenleriyle yakından ilişkilidir.

Arabidoposis thaliana gibi bitkiler DNA’yı sıkıştırmak için DNA metilasyonunda azalma 1 (DDM1) adı verilen bir protein kullanırken, insan hücreleri homolog bir protein kullanır. İnsanlarda bu proteinin kaybı genetik bir sendroma yol açar, ancak gen mutasyonu nedeniyle DDM1’den yoksun olan A. thaliana bitkileri fenotiplerinde belirgin bir etki olmaksızın kromozomları ayırmaya devam etti. Ancak araştırmacılar daha önce bu mutantların genomlarında gen ifadesini susturan RNA interferansı (RNAi) sürecinde yer alan kısa interferans RNA’ları üreten belirli bir transpozon elementleri (TE’ler) ailesini aktive ettiğini bulmuşlardır . 

Cold Spring Harbor Laboratuvarı’nda bitki genetikçisi olan Rob Martienssen , « Bu RNAi’nin sentromer işlevi kaybını bir şekilde telafi edip etmediğini merak ettik » dedi . Nature Plants’te yayınlanan bir çalışmada Martienssen ve ekibi, A. thaliana’da kromozom 5’in sentromerinde zenginleşen bir TE ailesinin, o sentromerin uygun yapısı ve işlevi için ayrılmaz olan kısa saç tokası RNA’ları ürettiğini gösterdi. 

DDM1 ve RNAi makinelerinden yoksun mutantlarda, araştırmacılar kromozom 5’in düzgün bir şekilde ayrılmadığını, kısırlığa ve diğer kusurlara neden olduğunu buldular. Bu etkilerden sorumlu DNA bölgesini kromozom 5’in sentromerine haritaladılar ve bu bölgenin uzun okuma dizilimi kullanarak daha önce tanımlanmış TE ailelerinde zenginleştiğini belirlediler.

DDM1 ve RNAi yokluğunda, bu TE küçük RNA’lar üretmez, bu nedenle sentromer metillenmez. Bu mutantların ayrıca histonlarında sentromerin yapısına katkıda bulunan birkaç epigenetik etiketi vardı.

Araştırmacılar bu TE’den türetilen kısa RNA tokalarını DDM1 ve RNAi mutantlarına verdiklerinde, tokalar sentromerik histonlar üzerinde uygun epigenetik belirteçleri teşvik etti ve kromozomal ayrışma kusurunu tersine çevirdi.

Çalışmaya dahil olmayan Hawaii Üniversitesi’nde bitki genomisti olan Gernot Presting , çalışmayı etkileyici buldu. Presting, « Retrotranspozonların sentromerlerde olduğunu biliyoruz, ancak rollerinin ne olduğunu bilmiyoruz, » dedi. « Bu, farklı katmanları biraz soymaya başlıyor. »

Martienssen, « Bu kolay model sisteminde bulduğumuz şeyi üzerinde çalışılması daha zor bir şeye dönüştürebilmek çok önemli olacak » dedi. Örneğin, bulgular mahsul yetiştirmede veya hatta bazı kanserleri anlamada yardımcı olabilir.

Yazar: Bassma Bouanani

Kaynakça https://www.the-scientist.com/small-rnas-save-plant-centromeres-72637