Поиск генов-кандидатов для мутаций, нарушающих образование синаптонемного комплекса, в секвенированном геноме ржи Secale cereale

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Формирование синаптонемного комплекса между гомологичными хромосомами во время профазы I мейоза имеет первоочередное значение для нормального протекания процесса рекомбинации. Нарушения в образовании синаптонемного комплекса могут приводить как к асинапсису (при этом на стадии метафазы I будут присутствовать униваленты), так и гетерологичному синапсису (на стадии метафазы I будут выявляться как униваленты, так и мультиваленты). Ранее нами были получены мутанты ржи, у которых не наблюдалось образования синаптонемных комплексов (sy1 и sy9) или синапсис был гетерологичным (sy10, sy18 и sy19). Мы провели биоинформатический анализ аннотированного генома ржи и выявили потенциальные гены-кандидаты для каждого из этих мутантов. Выбор генов-кандидатов осуществляли на основе данных микросателлитного картирования и сопоставления их с аннотированными последовательностями генома ржи. В результате были выбраны следующие гены: Mei2-like для мутанта sy1, MAD2 для мутанта sy9, BUB3.3 и BUB3.1 для sy10 и sy18 соответственно, а также Meiosis 5 для sy19.

Об авторах

Ю. В. Сопова

Санкт-Петербургский филиал Института общей генетики им. Н.И. Вавилова; Санкт-Петербургский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: y.sopova@spbu.ru
Россия, 199034, Санкт-Петербург; Россия, 199034, Санкт-Петербург

П. А. Зыкин

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: y.sopova@spbu.ru
Россия, 199034, Санкт-Петербург

Т. В. Долматович

Институт генетики и цитологии Национальной академии наук Беларуси

Email: y.sopova@spbu.ru
Беларусь, 220072, Минск

С. П. Соснихина

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: y.sopova@spbu.ru
Россия, 199034, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Rabanus-Wallace M.T., Hackauf B., Mascher M. et al. Chromosome-scale genome assembly provides insights into rye biology, evolution and agronomic potential // Nat. Genet. 2021. V. 53. P. 564–573. https://doi.org/10.1038/s41588-021-00807-0
  2. Li G., Wang L., Yang J. et al. A high-quality genome assembly highlights rye genomic characteristics and agronomically important genes // Nat. Genet. 2021. V. 53. P. 574–584. https://doi.org/10.1038/s41588-021-00808-z
  3. Соснихина С.П., Михайлова Е.И., Тихолиз О.А. и др. Генетическая коллекция мейотических мутантов ржи Secale cereale L. // Генетика. 2005. Т. 41. № 10. С. 1310–1321.
  4. Долматович Т.В., Малышев С.В., Соснихина С.П. и др. Картирование мейотических генов ржи (Secale cereale L.). Локализация мутации sy18, нарушающей гомологичность синапсиса, с использованием микросателлитных маркеров // Генетика. 2013. Т. 49. № 4. С. 472–478. https://doi.org/10.7868/S0016675813040036
  5. Долматович, Т.В., Малышев С.В., Соснихина С.П. и др. Картирование мeйотических генов ржи (Secale cereale L.). Локализация мутации sy19, нарушающей гомологичный синапсис, с помощью изозимных и микросателлитных маркеров // Генетика. 2013. Т. 49. № 5. С. 595–601. https://doi.org/10.7868/S0016675813030053
  6. Малышев С.В., Долматович Т.В., Войлоков А.В. и др. Молекулярно-генетическое картирование асинаптических генов sy1 и sy9 ржи (Secale cereale L.) с использованием микросателлитных и изозимных маркеров // Генетика. 2009. Т. 45. № 12. С. 1634–1640.
  7. Михайлова Е.И., Ловцюс А.В., Соснихина С.П. Некоторые особенности реализации ключевых событий мейоза у ржи и ее синаптических мутантов // Генетика. 2010. Т. 46. № 10. С. 1371–1375.
  8. Kaur J., Sebastian J., Siddiqi I. The arabidopsis-mei2-like genes play a role in meiosis and vegetative growth in Arabidopsis // Plant Cell. 2006. V. 18. № 3. P. 545–559. https://doi.org/10.1105/tpc.105.039156
  9. Jeffares D.C., Phillips M.J., Moore S. et al. A description of the Mei2-like protein family; structure, phylogenetic distribution and biological context // Dev. Genes Evol. 2004. V. 214. P. 149–158. https://doi.org/10.1007/s00427-004-0384-6
  10. Jenkins G., Mikhailova E.I., Langdon T. et al. Strategies for the study of meiosis in rye // Cytogenet. Genome Res. 2005. V. 109. P. 221–227.
  11. Mikhailova E.I., Phillips D., Sosnikhina S.P. et al. Molecular assembly of meiotic proteins Asy1 and Zyp1 and pairing promiscuity in rye (Secale cereale L.) and its synaptic mutant sy10 // Genetics. 2006. V. 174. P. 1247–1258.
  12. Yu H.G., Muszynski M.G., Kelly Dawe R. The maize homologue of the cell cycle checkpoint protein MAD2 reveals kinetochore substructure and contrasting mitotic and meiotic localization patterns // J. Cell Biol. 1999. V. 145. P. 425–435. https://doi.org/10.1083/jcb.145.3.425
  13. Devigne A., Bhalla N. Mad1’s ability to interact with Mad2 is essential to regulate and monitor meiotic synapsis in C. elegans // PLoS Genet. 2021. V. 17. P. e1009598. https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1009598
  14. Prince J.P., Martinez-Perez E. Functions and regulation of meiotic HORMA-domain proteins // Genes. 2022. V. 13. https://doi.org/10.3390/genes13050777
  15. Balboni M., Yang C., Komaki S. et al. COMET functions as a PCH2 cofactor in regulating the HORMA domain protein ASY1 // Curr. Biol. 2020. V. 30. № 21. P. 4113–4127. https://doi.org/10.1016/j.cub.2020.07.089
  16. Войлоков А.В., Соснихина С.П., Тихенко Н.Д. и др. Петергофская коллекция ржи и ее использование в генетических исследованиях // Экол. генетика. 2018. Т. 16. № 2. С. 40–49. https://doi.org/10.17816/ecogen16240-49
  17. Caillaud M.C., Paganelli L., Lecomte P. et al. Spindle assembly checkpoint protein dynamics reveal conserved and unsuspected roles in plant cell division // PLoS One. 2009. V. 4. № 8. P. e6757. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0006757
  18. Bohr T., Nelson C.R., Klee E., Bhalla N. Spindle assembly checkpoint proteins regulate and monitor meiotic synapsis in C. elegans // J. Cell Biol. 2015. V. 211. P. 233–242. https://doi.org/10.1083/jcb.201409035
  19. Fraschini R., Beretta A., Sironi L. et al. Bub3 interaction with Mad2, Mad3 and Cdc20 is mediated by WD40 repeats and does not require intact kinetochores // Embo J. 2001. V. 20. P. 6648–6659.
  20. Dong C., Thomas S., Becker D. et al. WM5: Isolation and characterisation of a gene expressed during early meiosis and shoot meristem development in wheat // Funct. Plant. Biol. 2005. V. 32. P. 249–258. https://doi.org/10.1071/FP04198

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2.

Скачать (98KB)
Метаданные

© Ю.В. Сопова, П.А. Зыкин, Т.В. Долматович, С.П. Соснихина, 2023