آیا “مرزهای خاموش” کروموزومها، کلید جلوگیری از خطا در تقسیم سلولی هستند؟
بخش اول: معمای سانترومرها و مرزهای کروماتینی
نقش حیاتی سانترومرها: سانترومرها (Centromeres) نواحی تعیینکننده روی کروموزومها هستند که کروماتیدهای خواهر را به هم متصل میکنند و جداسازی صحیح کروموزوم را در حین تقسیم سلولی تضمین میکنند.
عامل شناسایی: این ناحیه با یک دامنهی کروماتینی منحصر به فرد حاوی هیستون واریانت CENP-A تعریف میشود.
مکان هندسی: کروماتین سانترومری معمولاً یک زیرناحیهی کوچک با متیلاسیون DNA پایین را در میان آرایههای مگابیسی از آلفا-ستلایتهای هایپرمتیلهشده و هتروکروماتین تشکیلدهنده پرسانترومری اشغال میکند.
بخش دوم: کشف نقش اصلی هتروکروماتین در تعیین مرزها
عامل اصلی: محققان اساس مولکولی این موضوع را تعریف کردند که چگونه هتروکروماتین به عنوان یک عامل اصلی (Primary Driver) برای موقعیت، اندازه و تعداد سانترومرها و نئوسانترومرها (Centromere and Neocentromere Position, Size and Number) عمل میکند.
روش نقشهبرداری جدید: با استفاده از اپیژنومیکس تکمولکولی (Single-Molecule Epigenomics)، آنها نقشهای حیاتی آنزیمهای متیلترانسفراز H3K9me3 را کشف کردند:
SUV39H1/H2
SETDB1
نقش غیرمتعارف: همچنین نقشهای غیرمتعارفی برای SUZ12 در حفظ مرزهای H3K9me3 در سانترومرها مشخص شد.
بخش سوم: پیامدهای از دست دادن مرزهای خاموش
بیثباتی سانترومر: از دست دادن این مرزهای هتروکروماتینی منجر به پیامدهای فاجعهبار میشود:
گسترش تدریجی (Progressive Expansion) و یا جابجایی (Repositioning) دامنهی اصلی CENP-A.
فرسایش متیلاسیون DNA در نواحی اطراف.
هستهزایی سانترومرهای اضافی (Ectopic Centromere Nucleation) در طول همان توالیهای آلفا-ستلایت.
تخصص آنزیمها: این مطالعه اهمیت عملکردی و تخصص آنزیمهای متیلترانسفراز H3K9 را در دامنههای سانترومری و پرسانترومری آشکار میکند، که برای حفظ اندازه دامنهی سانترومر و سرکوب رویدادهای هستهزایی نابجا حیاتی هستند.
منبع:
Heterochromatin boundaries maintain centromere position, size and number
پیوند نهایی: از ثبات ژنوم تا ابزارهای ژنتیکی دقیق
این تحقیقات، اهمیت فوقالعادهی تنظیم دقیق اپیژنتیک و مرزهای کروماتینی را در ثبات ژنوم نشان میدهد. درک چگونگی تثبیت این مرزها توسط پروتئینهایی مانند SUV39H1 و SETDB1، کلید طراحی استراتژیهایی برای جلوگیری از ناهنجاریهای کروموزومی است.
برای پیادهسازی دقیقترین ویرایشهای ژنتیکی ، همین حالا از خدمات ویرایش ژن CRISPR ما دیدن کنید!