RIP, "подавление" и MSUD: функции и практическое использование
Вероятные функции и практическое использование RIP, "подавления" и MSUD.
RIP, по-видимому, "изготовлен по специальному заказу", чтобы ограничить экспрессию "эгоистичной ДНК", такой как транспозоны , которые управляют производством собственных копий в геноме. В соответствии с этой возможностью, огромное большинство реликтов RIР обладает очевидным сходством с транспозонами, известными у других организмов, а большинство штаммов Neurospora не имеют активных транспозонов ( Galagan et al., 2003 ; Selker et al., 2003 ). Тем не менее, поскольку RIP ограничен премейотическими двухъядерными клетками, этот процесс не должен ни предотвращать распространение нового (например, "горизонтально" приобретенного) транспозона в вегетативных клетках, ни препятствовать дупликации однокопийного транспозона в мейотических клетках.
Однако с такими возможными ситуациями должны справляться механизмы "подавления" и MSUD. Хотя "подавление" не полностью супрессирует распространение транспозонов в вегетативных клетках, о чем свидетельствует пролиферация интродуцированной копии транспозона Tad , подобного LINE , оно ("подавление") действительно частично сайленсирует такие транспозоны ( Nolan et al., 2005 ). Информация о действии MSUD позволяет считать, что этот процесс будет сайленсировать любую транспозированную последовательность в мейотических клетках, даже если она присутствует лишь в виде единственной копии в геноме ( Shiu et al., 2001 ). Кроме борьбы с блуждающими транспозонами в мейозе MSUD, по-видимому, играет также важную роль в процессе видообразования, как показывает наблюдение, согласно которому мутанты, дефектные по MSUD, ослабляют стерильность штаммов, несущих большие дупликации хромосомных сегментов, и создают возможность скрещивания близкородственных видов с N. crassa ( Shiu et al., 2001 ).
Хотя RIP, "подавление" и MSUD могут быть помехой в некоторых генетических экспериментах, все эти явления были использованы для исследовательских целей. RIP дал первый простой способ нокаута генов у Neurospora и все еще остается предпочтительным методом получения мутантов с частичной функцией. "Подавление" тоже было использовано для уменьшения, если не полного устранения, функции гена - во многом так же, как была использована RNAi у целого ряда организмов. A MSUD дает простой способ протестировать, требуются ли те или иные конкретные гены для функционирования в мейозе (или сразу после него); если оказывается, что ген, будучи дуплицирован или находясь в эктопическом положении, вызывает стерильность, и эта стерильность устраняется мутацией, блокирующей MSUD, можно с уверенностью принять, что он играет важную роль в мейозе.
Кроме этих эволюционных ролей, постулированных для RIP, "подавления" и MSUD, а также их полезности в лабораторных исследованиях следует рассмотреть возможность того, что эти процессы используются и иным образом. Например, тот факт, что функция Sad-1 необходима для полной фертильности, позволяет предполагать, что MSUD, прямо или косвенно, необходим для мейоза ( Shiu and Metzenberg, 2002 ). В случае RIP (хотя этот процесс и не является существенным) распределение продуктов RIP в геноме Neurospora позволяет предполагать, что "мусорные" (junked) транспозоны могут служить организму в качестве субстрата для формирования кинетохоров - во многом так же, как служат повторяющиеся последовательности у S. pombe и других организмов. Анализ нуклеотидных последовательностей ДНК хромомосмы 7 показывает, что последовательности вокруг генетически картированных центромер Neurospora состоят в основном из остатков транспозонов, интенсивно мутировавших в результате действия RIP ( рис. 6.16 ). Реликты RIP обнаруживаются также по соседству с теломерными последовательностями Neurospora. Интересно, что транспозоны и остатки транспозонов обычно обнаруживаются и в гетерохроматиновых последовательностях других организмов, таких как Drosophila , (" DROSOPHILA: ЭФФЕКТ ПОЛОЖЕНИЯ, ГЕТЕРОХРОМАТИН И САЙЛЕНСИНГ ГЕНОВ "), млекопитающие (" Компенсация дозы у млекопитающих "), растения (" Эпигенетическая регуляция у растений ") и другие грибы.
