تبادل بیش از حد DNA در اسپرم و تخم مرغ منجر به نقص کروموزوم می شود که می تواند باعث افزایش ناباروری شود
تصویر فلورسنت نشان می دهد کروموزوم ها (سبز) در دو تخمک در حال رشد تفکیک شده اند. در هر تخم مرغ ، یک کروموزوم (بزرگترین سبز) دارای کراس اور زیاد است و در جداسازی مشکل دارد. تصویر بر روی میکروسکوپ فلورسنت deconvolution گرفته شده است.
زیست شناسان دانشگاه اورگان و دانشگاه نورث وسترن نشان می دهند که بسیاری از حوادث کراس اوور می تواند باعث افزایش ناباروری شود.
تبادل DNA بین کروموزوم ها در هنگام تشکیل اولیه اسپرم و سلول های تخمک به طور معمول برای اطمینان از باروری محدود است.
اما وقتی مقدار زیادی از این تبادلات ژنتیکی وجود داشته باشد که به آن رویدادهای متقاطع می گویند ، تفکیک کروموزوم ها به تخمک ها دارای نقص است ، زیست شناسان در پروژه ای که در سه آزمایشگاه در دانشگاه اورگان و دانشگاه نورث وسترن انجام شده است ، آموخته اند.
در مقاله ای که در سپتامبر 2020 بصورت آنلاین در مجله PLOS Genetics منتشر شد ، محققان مستند ساختند كه چگونه این اختلالات ، همانطور كه در تحقیقات اساسی با كرمهای میكروسكوپی گرد (Caenorhabditis elegans) مشاهده می شود ، منجر به طیف وسیعی از نقایص میوتیك می شود زیرا كروموزوم ها تحت فشارهای نامناسب اسپیند قرار می گیرند.
تفکیک نادرست کروموزوم در انسان با سندرم داون و سقط جنین همراه است. زیست شناس UO ، دیانا ای لیبودا ، محقق اصلی تحقیق ، گفت: چنین نقص جداسازی که در تحقیقات مشاهده می شود می تواند منجر به افزایش ناباروری شود.
لیبودا ، استاد گروه زیست شناسی UO و انستیتوی زیست شناسی مولکولی ، گفت: “طی قرن گذشته ، تحقیقات متمرکز بر اطمینان از ایجاد کراس اورهای کافی در طی رشد اسپرم و تخمک است.” “شناخته شده بود که در حال تولید اسپرم و تخمک روشهایی وجود دارد که اطمینان حاصل می کند که کراس اور زیاد ساخته نمی شود ، اما دلیل آن مشخص نبود.”
تیم تحقیقاتی دو مکانیسم را شناسایی کرده است که به خنثی کردن نقص ناشی از فعالیت متقاطع بیش از حد در تخمک کمک می کند و بنابراین ، به هماهنگی فرایندی که به اطمینان از یکپارچگی ژنومی در نسل های جدید کمک می کند ، کمک می کند.
لیبودا در شماره 9 اکتبر 2013 از Nature خبر داده بود که مکانیسمی را مهار می کند که از تولید بیش از حد کراس اورها در کرم های گرد جلوگیری می کند. با این حال ، لیبودا گفت ، در آن زمان مطالعه اثرات پایین دستی در مواردی که کراس اوورهای زیادی اتفاق افتاده امکان پذیر نیست. از آن زمان ، آزمایشگاه وی راهی برای تولید کراس اوورهای اضافی در یک کروموزوم واحد ایجاد کرد.
این توانایی منجر به همکاری م Instسسات ملی بهداشت با بودجه Sadie Wignall از دانشگاه نورث وسترن ، متخصص تصویربرداری با وضوح بالا از ساختارهای درگیر در جداسازی کروموزوم ها در تخمک ها می شود. آنچه ویگنال یافت ، لیبودا را به آزمایشگاه UO بروس بوئرمن بازگرداند تا نگاهی به تفکیک کروموزوم در تخمهای زنده در حال رشد بیندازد.
لیبودا گفت: “به طور كلی ، پیوستن به نقاط قوت علمی برای اتخاذ روشی چند ساله برای پاسخ به این س questionال مهم ، بسیار مهم بود.
این تحقیق بینش اساسی را ارائه می دهد که می تواند تحقیقات در ارگانیسم های دیگر را برای درک بهتر مکانیسم ها هدایت کند و در نهایت منجر به کاربردهای بالینی بالقوه شود.
لیبودا گفت: “همان پروتئین هایی که ما در C. elegans مطالعه می کنیم در انسان ها نیز وجود دارد.” “در حقیقت ، بیشتر پروتئین های مورد نیاز باروری در ارگانیسم هایی که شامل مخمر ، مگس میوه ، نماتد ، ماهی گورخر ، موش و انسان هستند استفاده می شود. تحقیقات در مورد استفاده از این کرم های میکروسکوپی در زمینه های مختلف نشان داده شده است که با سلامت انسان ارتباط دارند. “
