Нарушения формирования осевых структур мейотических хромосом у штаммов шампиньона двуспорового с пониженной частотой рекомбинации

• Автор: Мажейка, Игорь Стасисович
• Шифр специальности: 03.00.24, 03.00.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 154 с. : ил.

Термины ,
Список сокращений ю
Глава I. Обзор литературы и
1.1. Профаза Тго деления мейоза грибов ц
1.2. Шампиньон двуспоровый. Особенности жизненного цикла
1.3. Методы получения тотальных препаратов СК грибов
ГЛАВА II. Материалы и методы
Глава III. Собственные результаты
Ш.1. Особенности метода получения тотальных препаратов распластанных ядер шампиньона двуспорового
III.2. Результаты анализа препаратов распластанных ядер из базидий дву- и четырехспоровых штаммов шампиньона
111.2.1. Классификация типов распластанных ядер в тотальных препаратах осевых структур хромосом шампиньона
111.2.2. Анализ тотальных препаратов осевых структур хромосом четырехспорового штамма Вэ94
Ш.2.3. Анализ тотальных препаратов осевых структур хромосом двуспорового штамма Вэаб
Ш.2.4. Сравнительные характеристики ядер, распластанных на стадии профазы I дву- и четырехспорового штаммов шампиньона
Глава IV. Обсуждение результатов исследования
IV. 1. Оценка эффективности и преемственности метода распластывания мейотических ядер, полученных из препаративно выделенных протопластов базидий шампиньона
1У.2. Обсуждение результатов анализа препаратов распластанных ядер из базидий дву- и четырехспоровых штаммов шампиньона
1У.2.1. Типы распластанных ядер, мейоз и морфогенез плодовых тел шампиньона
1У.2.2 Внутриядерные нарушения у штаммов шампиньона с вторично-гомоталичным жизненным циклом и обсуждение возможных характера и механизмов рекомбинационных нарушений у этих штаммов
Заключение
Выводы
Список цитируемой литературы

Актуальность проблемы исследования. Ранний мейоз эукариотических организмов насыщен динамическими событиями, в той или иной степени взаимно влияющими друг на друга. Развитие таких событий определяет судьбу последующих этапов мейоза - сбои в системах ранних мейотических процессов могут вызвать мейотический арест или впоследствии нарушить расхождение хромосом во время анафаз I и II. Кроме того, процессы раннего мейоза имеют глобальное биологическое значение, обеспечивая генотипическую изменчивость организмов за счет общей мейотической рекомбинации.
Совокупность процессов раннего мейоза состоит из нескольких основных систем со своими, зачастую общими для таких систем, контролирующими генами. Прежде всего, среди подобных систем можно выделить систему мейотической рекомбинации. Это сложная система процессов, несколькими путями приводящая к конверсии генов и кроссинговеру (Röhr et al., 1997; Boer, Heyting, 2006). Во-вторых - система хромосомного внутриядерного движения, которая включает в себя и сближение гомологичных хромосом, и движение хромосом за счет перемещения закрепленных в ядерной мембране хромосомных теломер и прочее (Zickler, Kleckner, 1998). В-третьих, система мейотической когезии сестринских хроматид, обеспечивающая формирование когезинового кора хромосом, состоящего из мейозспецифичных когезиновых белков (Page, Hawley, 2004). В-четвертых, система образования нуклеопротеиновых осей мейотических хромосом - осевых элементов хромосом (ОЭ) и синаптонемных комплексов (СК) (Богданов, 2003). Сборка ОЭ происходит на базе когезинового кора каждой мейотической хромосомы, СК формируются их двух ОЭ, скрепленных поперечными филаментами, во время синапсиса гомологичных хромосом.

Распространенный способ установления роли мейотических генов и связи между собой вышеописанных процессов - анализ мутантов, с нарушениями в раннем мейозе. Причем в качестве цитогенетического индикатора наличия таких нарушений часто используют структуру ОЭ и СК. Дефекты сборки ОЭ и СК, хорошо визуализируемые в тотальных препаратах мейотических хромосомных осей, позволяют
констатировать наличие мейотических нарушений. Характер таких дефектов, в некоторых случаях, дает возможность предположить механизмы возникновения мейотических нарушений (Zickler, Kleckner, 1998; Zolan et al., 1988; Celerin et al., 2000; Gerecke, Zolan., 2000; Merino et al., 2000; Shinohara et al., 2003; Bhuiyan, Schmekel, 2004; Hederson, Keeney, 2004).
Существуют варианты атипичного прохождения раннего мейоза, относящиеся к другой категории, нежели дефекты у мутантов раннего мейоза. Речь идет о направленных нарушениях мейотических процессов, то есть, о нарушениях, прошедших отбор, выполняющих определенную функцию в организме, онтогенезе или жизненном цикле организма.
К подобным нарушениям можно отнести направленное подавление мейотической рекомбинации. Существуют, например, «холодные точки рекомбинации» - участки генома/хромосом с «запрещенной» рекомбинацией - субтеломерные области, прицентромерные и.т.д. (Röhr et al., 1997)- Но особый интерес представляет направленная супрессия рекомбинации у грибов со вторично-гомоталличным жизненным циклом, у которых рекомбинационный «запрет» распространен если не на большую, то на значительную часть генома (Дьяков, 1999; Захаров, 2005).
Одним из таких видов, среди штаммов которого есть вторично-гомоталличные, является широко распространенный в культуре шампиньон двуспоровый, Agaricus bisporus (Lange) Inbach.

Kerrigan et al., 1994) выделить четырехспоровые штаммы в новую разновидность шампиньона двуспорового A. bisporus (Lange) Imbach var. burnettii Kerrigan et Callac.
К настоящему времени, кроме калифорнийских штаммов, обнаружен и выделен преимущественно гетероталличный штамм во Франции (Callac et al., 1995; Callac et al., 2003).
Установлен детерминирующий локус BSN, определяющий выбор пути полового морфогенеза у гетерокарионов шампиньона (Imbernon et al., 1996). Этот локус сцеплен с МАГ-локусом на хромосоме I. Фенотип t (f - доминантный аллель) приводит к развитию преимущественной четырехспоровости штамма, b - двуспоровости.
Молекулярное исследование 103 гомокарионов (потомков от скрещивания четырехспорового и двуспорового штаммов) не показало наличие нерекомбинантных регионов в хромосоме I (Callac et ab, 1997). Несколько маркеров хромосомы I, демонстрировавших полную косегрегацию у двуспоровых штаммов, в данной работе рекомбинировали у 23 из 103 гомокарионов (см. рис. 5). Следует заметить, что МАТ- локус косегрегирует с SCAR-маркером PR6, a BSN - с РЕР2. Таким образом, у двуспоровых штаммов локус спаривания и BSN полностью косегрегантны.
Обобщая изложенное: мейоз четырехспоровых штаммов
шампиньона отличается от такового двуспоровых более высокой частотой мейотической рекомбинации (по-крайней мере, по хромосоме I) и распределением постмейотических ядер преимущественно по одной в спору. Нередко возникает следующий вопрос - являются ли особенности мейоза шампиньона (супрессия рекомбинации, в частности) системными свойствами мицелия или свойствами индивидуальной базидии. Другими словами, не происходит ли супрессия рекомбинации только в двуспоровых базидиях вне зависимости от штамма. Подтверждением системности признака регуляции частоты рекомбинации служит работа Керригана