DNA تقاطع می توانید درایو سالم و غیر طبیعی اسپرم و تخم مرغ, تقسیم سلولی

در کلمات معروف از شخصیت فیلم فارست گامپ “زندگی مثل یک جعبه شکلات; شما هرگز نمی دانید چه می خواهی هستید.”

همان اصل امر به ژنتیک انسانی. هنگامی که بدن اشکال اسپرم یا سلول های تخم مرغ را در یک نوع خاص از تقسیم سلولی به نام ميوز DNA ما مخلوط و مسابقات در ظاهر بی نهایت و غیر قابل پیش بینی ترکیب.

هنگامی که فقط دو تا از انواع زیادی از اسپرم و سلول های تخم مرغ دیدار با آنها تولید کودکانی که متفاوت از پدر و مادر خود را.

میوز خواهد وحشتناکی اشتباه و بدون تقاطع: این مبادله از DNA بخش بین نزدیک تراز وسط قرار دارد جفت کروموزوم یکی به ارث برده از پدر و مادر است.

معیوب متقاطع تشکیل می ترک سلول با بیش از حد بسیاری و یا بیش از حد چند کروموزوم شناخته شده به عنوان aneuploidy. پس aneuploidy به نوبه خود می تواند منجر به ناباروری و سقط جنین و شرایط مانند سندرم داون, یادگیری چگونه تقاطع در حال تنظیم است که کلید درک انسان تولید مثل و بهبود بهداشت باروری.

دو مطالعه از ژنتیک در Blavatnik موسسه در دانشکده پزشکی هاروارد ارائه بینش های جدید به این فرایند اساسی.

این مطالعه برای اولین بار منتشر شده در ژوئن 3 در طبیعتبه طور همزمان تجزیه و تحلیل تقاطع و aneuploidy در تمام کروموزوم در بیش از 30000 اسپرم انسان با استفاده از سلول های جدید ژنوم گسترده توالی ابزار.

محققان اندازه گیری پنج برابر طیف وسیعی از aneuploidy نرخ ها از فرد به فرد در جامع ترین برآورد به تاریخ و پیشنهاد می کنند که یک فرایند بیولوژیکی کمک می کند تا تنظیم تعداد و محل و فاصله از تقاطع. یافته های کمک به پاسخ خیلی از سوال در مورد چرا و چگونه متقاطع نرخ های متفاوت در سراسر سلول های اسپرم و سراسر مردم است.

کار انجام شده در آزمایشگاه از استیون McCarroll که دوروتی و میلتون حال پرواز استاد علوم پزشکی و ژنتیک در HMS و مدیر ژنومی نوروبیولوژی در استنلی مرکز روانپزشکی تحقیقات گسترده موسسه MIT و هاروارد.

“ژنوم هر فرد اسپرم می گوید یک داستان مفصلی در مورد انسان ارث-چه خوب پیش رفت آنچه رفت آنچه رفت و متفاوت تر از دیگر اسپرم,” گفت: McCarroll. “جمعی ده ها هزار نفر از این داستان به ما میآموزد زیادی در مورد meiotic فرآیندها و آسیب پذیری خود.”

مطالعه دوم که در نگاه میوز در حال توسعه worm سلول های تخم مرغ کمک می کند تا توضیح دهد که چرا crossovers بیشتر رخ می دهد در برخی نقاط همراه کروموزوم نسبت به دیگران است. این تیم متوجه شد که تقاطع در حال مردها به اشتباه در مراکز و یا شدید انتهای کروموزوم نشان می دهد که سلول های تخم مرغ به حداقل رساندن تقاطع در این مناطق در حالی که اجازه می دهد آنها را بیشتر قابل اعتماد مکان.

یافته های حاصل از آزمایشگاه مونیکا Colaiácovo استاد ژنتیک در HMS که متخصص در ميوز شد منتشر شده در زیست شناسی کنونی در مارس همراه با تفسیر.

“این فوق العاده است برای دیدن چگونه یافته های نر و ماده در میوز و در گونه های مختلف می تواند مکمل و اطلاع رسانی به یکدیگر گفت:” Colaiácovo.

اسپرم, عامل

هر چند ناباروری می تواند در نتیجه از هر دو شریک درمان تمایل به تمرکز بر روی تخم مرغ طرف. این در بخشی به دلیل تخم مرغ شناخته شده اند که نرخ بسیار بالاتر از aneuploidy از اسپرم و چون کمی می تواند اندازه گیری مورد اسپرم فراتر از تعداد و تحرک.

هنوز, سهم, اسپرم ژنتیک به ناباروری و سقط جنین شده است نسبتا understudied گفت اوری دیویس بل سابق دانشجوی دکترا در زیست شناسی و علوم پزشکی در McCarroll آزمایشگاه.

“ما می خواستیم برای دریافت یک پایه برای ‘فاکتور مردانه’ در انسان بهداشت باروری و ناباروری یعنی چگونه اغلب aneuploidy رخ می دهد در اسپرم” گفت: زنگ اول نویسنده از طبیعت مطالعه و در حال حاضر یک همکار فوق دکترا در موسسه فناوری جورجیا.

بل و همکاران مورد نیاز برای مطالعه دهها هزار نفر از اسپرم ژنوم گسترده برای تولید قوی, آمار, اما هیچ تکنولوژی وجود داشته است که می تواند به راحتی انجام دهید. بنابراین در HMS او یک تکنولوژی است که تجزیه و تحلیل DNA از تعداد زیادی از سلول های انفرادی با استفاده از قطرات کوچک و بیشتر توسعه آن به مطالعه سلول های اسپرم. این تیم لقب جدید رویکرد اسپرم-seq.

محققان به دست آمده از نمونه ها از 20 خیرین و تجزیه و تحلیل در مجموع 31,228 سلول های اسپرم. اسپرم-seq تیم اجازه برای تشخیص هر متقاطع در هر سلولی اسپرم-بیشتر از 813,000 در همه.

آنها دریافتند که تعداد aneuploid اسپرم در محدوده 1 درصد به 5 درصد از فرد به فرد با میانگین 2.5 درصد است. این برآورد هم راستا با مطالعات قبلی است که با استفاده از میکروسکوپ برای بصری بررسی زیر مجموعه ای از کروموزوم.

گسترش دانش در مورد چگونه مردم باید اسپرم های مختلف aneuploidy نرخ بیشتر می تواند کمک به اسپرم بانک ها و کلینیک باروری به عنوان آنها سعی کنید به حداکثر رساندن اسپرم زنده ماندن و بهبود آینده نگر پدر و مادر باروری گفت: بل.

تجزیه و تحلیل نشان داد فردی با بسیاری از انواع دیگر از ناهنجاری های ژنتیکی فراتر از ساده aneuploidies.

محققان بیشتر کشف کرده اند که این تعداد موقعیت و فاصله از تقاطع متفاوت با هم در سراسر سلول های اسپرم و سراسر مردم است. در سلول با بسیاری از تقاطع های این تیم داشت crossovers تمایل به هم نزدیک و در واقع به همان نسبت بیشتر در مناطق مرکزی از کروموزوم از در به پایان می رسد.

“دیدن الگوهای مشابه در افراد و در سلول های واقعا جالب است چرا که آن را نشان می دهد اساسی و مقررات” گفت: بل.

تیم مظنون است که این تغییرات رانده درجه که کروموزوم دریافت فشرده در طی میوز. تحقیقات قبلی در این زمینه نشان داد که تراکم مرتبط با نرخ متقاطع.

اسپرم-seq همچنین نشان داد که aneuploidy اتفاق می افتد در فرکانس های مختلف در مراحل مختلف میوز از کروموزوم به کروموزوم و از فرد به فرد.

این McCarroll آزمایشگاه ساخته شده است که اسپرم-seq پروتکل آزادانه در دسترس برای پیشبرد تحقیقات ژنتیک.

محل سکونت ،

در طی میوز پروتئین به عمد ضربه محکم و ناگهانی دو رشته DNA در بسیاری از سایت ها در طول کروموزوم. این معافیت پا زدن شروع به تعمیر. محققان به مدت طولانی فکر کرده اید که چرا در موجودات زنده از مخمر به انسان می شکند در آغوش کروموزوم اغلب به نوبه خود به متقاطع تعمیر سایت در حالی که کسانی که در کروموزوم مراکز به پایان می رسد و بیشتر نیست.

برای پیدا کردن Colaiácovo تیم را شکست DNA در موقعیت های مختلف در طول کروموزوم در حال توسعه Caenorhabditis elegans worm سلول های تخم مرغ و مورد بررسی قرار گرفت که آیا تقاطع در آن سایت ها اقدام به طور معمول یا نه.

به رهبری الیزابت Altendorfer یک دانشجوی دکترا در آزمایشگاه محققان دریافتند که محل تعیین متقاطع موفقیت است. تقاطع بر روی کروموزوم اسلحه رفت و در حالی که کسانی که در این مراکز به پایان می رسد و نتیجه بد.

“بر چسب نگه می دارد که کروموزوم متصل شده و پس از متقاطع تشکیل شده است بعد از مکان اشتباه و کروموزوم از هم جدا و به صورت تصادفی جداگانه” گفت: Colaiácovo. “پس شما را تا پایان با aneuploid تخم مرغ است.”

این یافته ها حاکی از آن است که دلیل برخی از بخش های این کروموزوم مقاومت در برابر تقاطع در بسیاری از گونه های است که می تواند آنها را پشتیبانی نمی سالم کروموزوم سازمان و یا جدایی و در نتیجه ناهنجاری است که مخل به فرزندان.

“این اولین بار است که مستقیم تظاهرات در metazoan [چند سلولی حیوانات] که موقعیت تقاطع باید محکم تنظیم برای اطمینان از نرمال کروموزوم تفکیک و جلوگیری از aneuploidy” گفت: Colaiácovo.

McCarroll را مطالعه بودجه توسط موسسه ملی بهداشت (grant R01HG006855) گسترده موسسه NextGen جایزه و یک HMS برنامه در ژنتیک و ژنومیک NIH اموزش L. Kirschstein آموزش گرانت.

tinyurlis.gdv.gdv.htu.nuclck.ruulvis.nettny.im

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>