La mutación resuelve un misterio centenario en la meiosis

La detección genética de alto rendimiento de mutantes SR en Arabidopsis thaliana ha revelado un misterio centenario en las ciencias biológicas.

Un equipo de investigación compuesto por la profesora Kyoha Choi, la Dra. Gayle Kim y Ph.D. La candidata Hyejin Kim del Departamento de Ciencias de la Vida de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang (POSTECH) reveló el mecanismo molecular responsable de la interferencia durante la meiosis, un patrón biológico a nivel cromosómico.

Los resultados de esta investigación fueron publicado El 20 de febrero en plantas de la naturaleza.

En los organismos que se reproducen sexualmente, los individuos se parecen a sus padres o hermanos. A pesar de las sorprendentes similitudes, es importante darse cuenta de que la identidad absoluta es difícil de alcanzar. Esta diferencia se debe al proceso de meiosis, que genera células reproductivas como el esperma y los óvulos en los animales o el polen y los óvulos en las plantas. A diferencia de la división de células somáticas, que duplica el genoma y lo divide de manera idéntica, la meiosis crea células reproductivas genéticamente diversas mediante un mecanismo conocido como cruce.

La meiosis y el cruce desempeñan papeles fundamentales en la biodiversidad y tienen importantes implicaciones en la reproducción, donde se produce la selección y el cultivo de rasgos superiores en los cultivos.

Normalmente, la mayoría de las especies animales y vegetales presentan al menos uno y un máximo de tres cruces por par de cromosomas homólogos. La capacidad de controlar el número de estos cruces puede conducir a cultivos con rasgos deseables específicos. Sin embargo, lograr dicho control ha sido difícil debido al “fenómeno de diafonía”.

El entrecruzamiento, en el que un cruce impide la formación de otro cruce cercano a lo largo del mismo cromosoma, fue identificado inicialmente por el genetista de Drosophila Hermann J. Müller en 1916. A pesar de los continuos esfuerzos de los investigadores durante el siglo pasado desde su descubrimiento, esto sólo se ha hecho recientemente. Los mecanismos detrás del entrecruzamiento están comenzando a revelar sus secretos.

En esta investigación, el equipo utilizó un método de puntuación de semillas fluorescentes de alto rendimiento para medir directamente la frecuencia de cruce en plantas de Arabidopsis. A través de un examen genético, identificaron una mutación llamada hcr3 (alta tasa de cruce 3) que mostraba una mayor tasa de cruce a nivel genómico.

Un análisis más detallado reveló que los cruces elevados de hcr3 eran atribuibles a una mutación puntual en el gen J3, que codifica una co-chaperona asociada con la proteína HSP40. Esta investigación demostró que una red que involucra al acompañante HCR3/J3/HSP40 y al acompañante HSP70 controla el entrecruzamiento y la localización al facilitar la degradación de la proteína pro-entrecruzamiento, la ubiquitina E3 ligasa HEI10.

La aplicación de métodos de detección genética para detectar la interferencia e inhibición de vías ha resuelto un enigma centenario en las ciencias biológicas.

«Aplicar esta investigación a la agricultura nos permitirá acumular rápidamente rasgos beneficiosos, reduciendo así el tiempo de reproducción», afirmó el profesor Kyoha Choi de POSTECH. «Esperamos que esta investigación contribuya a la obtención de nuevas variedades y a la identificación de variaciones naturales beneficiosas responsables «Mejorar la productividad y la producción de alto valor», dijo el profesor Kyoha Choi de POSTECH.