Исследователи создали самую детальную на данный момент карту рекомбинации ДНК — естественного процесса, при котором хромосомы обмениваются участками, обеспечивая генетическое разнообразие. Открытие поможет в поиске новых способов диагностики и лечения бесплодия.
Каждая успешная беременность зависит от сложного и точного процесса слияния ДНК в яйцеклетках и сперматозоидах. Погрешности в этом процессе могут приводить к генетическим дефектам и хромосомным аномалиям, которые являются одними из главных причин бесплодия. Около 10 процентов пар во всем мире сталкиваются с этой проблемой.
Ученые из компании deCODE genetics/Amgen (Исландия), совместно с исследователями из других стран, пролили свет на ранее неизвестные особенности репродукции человека. опубликованная В журнале «Nature» публикуется продолжение многолетнего исследования генетического разнообразия и его взаимосвязи со здоровьем, а также наследственными болезнями.
Для выяснения причин возникновения сбоев, приводящих к генетическим ошибкам, учёные проанализировали геномы нескольких тысяч больших исландских семей с двумя (и более) детьми. Такой подход позволил точно отследить передачу вариантов ДНК (аллелей) от бабушек/дедушек родителям, а затем к детям. В результате была создана подробная карта всех типов генетической перестройки с указанием участков обмена разного масштаба.
Мы впервые смогли соединить две части «перетасовки» ДНК: большие перекрестные обмены и маленькие сегменты, которые раньше были неразборчивы. Наша работа проясняет, как геном поддерживает баланс между желанием новых комбинаций и опасностью разрушения. объяснил Среди авторов исследования – Бьярни Халльдорссон.
Примерно 1,8 процента мутаций, полученных от отца, и более 11 процентов от матери связаны с рекомбинацией. У женщин эти показатели повышаются с возрастом из-за накопления дополнительных разрывов ДНК в яйцеклетках с момента «задержки» мейоза до овуляции. Это объясняет хромосомные нарушения и осложнения беременности. У мужчин подобных возрастных эффектов нет.
Ученые обнаружили участки ДНК, где крупные перестройки происходят редко из-за риска для плода или нарушения функций генома. Такая избирательность механизмов рекомбинации исследователи назвали эволюционно выгодным балансом, позволяющим организму сохранять стабильность при одновременном поддержании генетической изменчивости.
Полученная карта важна для понимания эволюции и структуры генома человека, так как всё генетическое разнообразие происходит от двух процессов: рекомбинации и появления новых мутаций.
Изучение может открыть путь новым методам диагностики и профилактики бесплодия. Понимание рекомбинации у конкретной женщины позволит точнее предсказывать риск хромосомных нарушений у её ребёнка. Следующим шагом станет подробный анализ геномных участков, связанных с врожденными патологиями, а также изучение генетических вариантов, влияющих на частоту и «географию» разрывов ДНК.