Генетический контроль кариогамии
Нарушения процесса кариогамии приводят к образованию гетерокариотических зигот. Они нестабильны и с высокой частотой выщепляют одноядерные сегреганты со смешаной цитоплазмой (цитодуктанты), которые можно селектировать при наличии подходящих маркеров ядра и цитоплазмы. Открытие цитодукции позволило количественно изучать процесс кариогамии. В норме при копуляции кариогамия происходит в 95% случаев. Для нее необходима синхронизация ядер под воздействием половых феромонов . При слиянии протопластов (особенно одинакового типа спаривания ) частота кариогамии снижается до 10-50% ( Goodey, Bevan, 1983 ). После предварительной обработки половым феромоном частота образования диплоидных ядер при слиянии протопластов увеличивается в 1000 раз ( Rose et al., 1986 ; Curran, Carter, 1986 ).
Многие исследователи, используя различные системы селекции цитодуктантов, отбирали мутанты по кариогамии: Kar- ( Polaina, Conde, 1982 ; Conde, Fink, 1976 ), Hfc+ ( Банникова и др., 1986 ; Инге-Вечтомов, Карпова, 1984 ; Степанова, Захаров, 1983 ). Наиболее хорошо изучены гены KAR1 , KAR2 , KAR3 . В скрещиваниях мутанта kar1 с диким типом так же, как и мутанта с мутантом, слияние ядер было нарушено в 90-95% ( Conde, Fink, 1976 ). Тем не менее, это рецессивная мутация - у гетерозигот по гену KAR1 фенотип kar- не проявляется. Ген KAR1 клонирован ( Rose, Fink, 1987 ). Его продукт KAR1p - белок полярного тельца веретена. Получены мутанты kem1, kem2, kem3, усиливающие эффект мутаций kar1 ( Kim et al., 1990 ). Белок KAR2p - белок семейства hsp70 , участвующий в трансмембранной транслокации. Возможно, он необходим для сборки микротрубочек или белковых комплексов полярного тельца веретена. KAR3p - гомолог кинезина , участвующий в движении микротрубочек. Видимо, он нужен для сближения ядер.
Для успешной кариогамии необходима функция еще ряда генов, участвующих в функции полярного тельца веретена и микротрубочек. Это ген BIK1 (нарушения кариогамии только в скрещиваниях bik x bik), продукт которого BIK1p образует комплекс с тубулином ( Berlin et al., 1990 ), ген ESP1 , контролирующий количество полярных телец веретена ( Baum et al., 1988 ) и ген SPA1 - кодирующий белок SPA1p - компонент ядерной мембраны. Влияние генов, ответственных за функцию полярного тельца веретена и цитоскелета, на кариогамию, очевидно, объясняется тем, что контакт и слияние ядер происходят в области полярного тельца веретена и сопровождаются его реорганизацией.
Ряд генов cdc также влияют на кариогамию ( Банникова, 1986 ; Dutcher, Hartwell, 1982 ). Это гены, связанные с функцией "Старта" , репликацией и дупликацией полярного тельца веретена .
Влияние генов "Старта" может быть связано с общим блоком программы копуляции . Возможно также, что происходит десинхронизация процессов в ядре и цитоплазме, и процессы плазмогамии и кариогамии оказываются разобщенными. Репликация происходит после слияния ядер, но, возможно, инициация этого процесса или "предопределенность" к нему важны для кариогамии.
