Tin tức | Nghiên cứu C. elegans giúp giải thích khả năng sinh sản ở người
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Utah đã phát triển một phương pháp mới để làm rõ những tương tác phức tạp trong phức hợp synaptonemal (SC) của Caenorhabditis elegans (C. elegans). SC là một cấu trúc protein giống khóa kéo, liên kết chặt chẽ các cặp nhiễm sắc thể của bố mẹ trong quá trình giảm phân, giúp trao đổi thông tin di truyền thành công. Nghiên cứu là một bước tiến quan trọng trong việc tìm hiểu cách các protein này điều hòa tương tác giữa các nhiễm sắc thể, một quá trình thiết yếu đối với sự hình thành tế bào mầm nhưng trước đây khó tái hiện trong phòng thí nghiệm.
Phương pháp mới làm rõ các tương tác quan trọng giữa nhiễm sắc thể
Nhóm nghiên cứu xác định ba đoạn protein định hướng tương tác giữa các nhiễm sắc thể và xác định vị trí tương tác. Các nhà nghiên cứu sử dụng kỹ thuật gọi là sàng lọc gen ức chế, là nỗ lực đầu tiên áp dụng phương pháp này để nghiên cứu các cấu trúc tế bào lớn khó khảo sát bằng phân tích cấu trúc thông thường.
“Phương pháp này có thể nhắm đến các hệ thống tế bào không thể nghiên cứu bằng phương pháp kết tinh. Nhiều tương tác tế bào liên kết lỏng lẻo và không thể quan sát dưới kính hiển vi điện tử vì mọi thứ luôn chuyển động”, tác giả chính Ofer Rog, phó giáo sư sinh học tại Đại học Utah, cho biết.
Cơ chế phức tạp bên trong tế bào
Trong quá trình giảm phân, các nhiễm sắc thể phải sắp xếp chính xác và trao đổi thông tin di truyền đúng cách. Nghiên cứu trên C. elegans cho thấy SC hình thành giữa các nhiễm sắc thể tương đồng trong quá trình này, bảo đảm trao đổi di truyền chính xác. Lần đầu tiên, nghiên cứu xác định vị trí SC tương tác với chính nó, điều thiết yếu để hiểu cách các nhiễm sắc thể trao đổi gen thành công trong quá trình giảm phân.
Các nhà nghiên cứu sử dụng C. elegans đột biến nhạy cảm với nhiệt độ, không thể hình thành protein SC dạng khóa kéo thiết yếu ở nhiệt độ cao, làm gián đoạn trao đổi di truyền. Bằng các đột biến được tạo ra bằng hóa chất, nhóm nghiên cứu xác định các đột biến ức chế giúp khôi phục khả năng sinh sản ở những con giun đột biến.
Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện tương tác giữa ba protein SC—SYP-1, SYP-3 và SYP-4. Tương tự lực hút giữa hai cực nam châm trái dấu, những tương tác này giúp giữ các nhiễm sắc thể với nhau.
Ý nghĩa đối với nghiên cứu khả năng sinh sản ở người
Hiểu rõ vai trò của SC trong giảm phân có thể giúp nâng cao hiểu biết về các vấn đề sinh sản ở người. SC có vai trò tương tự ở tất cả sinh vật nhân thực, từ giun và nấm đến thực vật và con người. Mặc dù cấu trúc tương tự giữa các loài, trình tự thực tế của các thành phần protein lại khác nhau. Nhóm nghiên cứu đang tiếp tục phân tích sự tiến hóa của SC giữa các loài và các cấu trúc tế bào khác không tuân theo các mô hình tiến hóa thông thường.
Tin tức | Nghiên cứu C. elegans giúp giải thích khả năng sinh sản ở người
Tin tức | Nghiên cứu C. elegans giúp giải thích khả năng sinh sản ở người
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Utah đã phát triển một phương pháp mới để làm rõ những tương tác phức tạp trong phức hợp synaptonemal (SC) của Caenorhabditis elegans (C. elegans). SC là một cấu trúc protein giống khóa kéo, liên kết chặt chẽ các cặp nhiễm sắc thể của bố mẹ trong quá trình giảm phân, giúp trao đổi thông tin di truyền thành công. Nghiên cứu là một bước tiến quan trọng trong việc tìm hiểu cách các protein này điều hòa tương tác giữa các nhiễm sắc thể, một quá trình thiết yếu đối với sự hình thành tế bào mầm nhưng trước đây khó tái hiện trong phòng thí nghiệm.
Phương pháp mới làm rõ các tương tác quan trọng giữa nhiễm sắc thể
Nhóm nghiên cứu xác định ba đoạn protein định hướng tương tác giữa các nhiễm sắc thể và xác định vị trí tương tác. Các nhà nghiên cứu sử dụng kỹ thuật gọi là sàng lọc gen ức chế, là nỗ lực đầu tiên áp dụng phương pháp này để nghiên cứu các cấu trúc tế bào lớn khó khảo sát bằng phân tích cấu trúc thông thường.
“Phương pháp này có thể nhắm đến các hệ thống tế bào không thể nghiên cứu bằng phương pháp kết tinh. Nhiều tương tác tế bào liên kết lỏng lẻo và không thể quan sát dưới kính hiển vi điện tử vì mọi thứ luôn chuyển động”, tác giả chính Ofer Rog, phó giáo sư sinh học tại Đại học Utah, cho biết.
Cơ chế phức tạp bên trong tế bào
Trong quá trình giảm phân, các nhiễm sắc thể phải sắp xếp chính xác và trao đổi thông tin di truyền đúng cách. Nghiên cứu trên C. elegans cho thấy SC hình thành giữa các nhiễm sắc thể tương đồng trong quá trình này, bảo đảm trao đổi di truyền chính xác. Lần đầu tiên, nghiên cứu xác định vị trí SC tương tác với chính nó, điều thiết yếu để hiểu cách các nhiễm sắc thể trao đổi gen thành công trong quá trình giảm phân.
Các nhà nghiên cứu sử dụng C. elegans đột biến nhạy cảm với nhiệt độ, không thể hình thành protein SC dạng khóa kéo thiết yếu ở nhiệt độ cao, làm gián đoạn trao đổi di truyền. Bằng các đột biến được tạo ra bằng hóa chất, nhóm nghiên cứu xác định các đột biến ức chế giúp khôi phục khả năng sinh sản ở những con giun đột biến.
Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện tương tác giữa ba protein SC—SYP-1, SYP-3 và SYP-4. Tương tự lực hút giữa hai cực nam châm trái dấu, những tương tác này giúp giữ các nhiễm sắc thể với nhau.
Ý nghĩa đối với nghiên cứu khả năng sinh sản ở người
Hiểu rõ vai trò của SC trong giảm phân có thể giúp nâng cao hiểu biết về các vấn đề sinh sản ở người. SC có vai trò tương tự ở tất cả sinh vật nhân thực, từ giun và nấm đến thực vật và con người. Mặc dù cấu trúc tương tự giữa các loài, trình tự thực tế của các thành phần protein lại khác nhau. Nhóm nghiên cứu đang tiếp tục phân tích sự tiến hóa của SC giữa các loài và các cấu trúc tế bào khác không tuân theo các mô hình tiến hóa thông thường.
Nguồn bài viết:
Tổng hợp trực tuyến