Los hongos de los mohos blancos dividieron su genoma en varios núcleos, con implicaciones para la edición de genes futuros

Los genomas contienen una biblioteca completa de la información requerida para construir y mantener el organismo: borradores figurativos de la vida. En los eucariotas, las genomías se almacenan en los núcleos, donde se organizan en los cromosomas. Eukaryot es un organismo cuyas células tienen un núcleo rodeado de una membrana: plantas, animales, hongos y muchos microbios son eucariotas.

El genoma humano, por ejemplo, se organizó en 23 cromosomas, que contienen parte del código genético completo. Hasta hace poco, siempre se supone que cada núcleo contiene al menos un conjunto completo de cromosoma y, por lo tanto, “una regla de regla de un núcleo con genoma completo”.

Sin embargo, nuestra investigación ha revelado que en dos tipos de hongos, sus genomas se pueden dividir en varios núcleos, y cada núcleo recibe solo parte de los cromosomas totales.

Increíble descubrimiento

La esclerotinia esclerotorum causa la pudrición del tallo en las plantas. (Rasbac / Vikimedia Commons), CC BI-SA

Nuestro laboratorio en la Universidad de Columbia Británica está estudiando esclerotorum esclerotinia esclerotorum, que es un suelo nacido en patógenos, que causa un tallo o un molde blanco en varios cultivos, incluyendo canola, soya y girasol.

A pesar de la influencia de los cultivos comerciales, la genética y la biología celular S. esclerotorum no se entiende bien.

Mientras intenta comprender mejor la biología de este hongo, nuestro laboratorio ha sido asombro de 16 cromosomas S. esclerotorum durante la división y reproducción celular.

La mayoría de las células eucariotas son diploides, lo que significa que el núcleo contiene dos copias de cada cromosoma diferente. En muchos hongos, como la panadería, la reproducción comienza con una celda diploide principal que compartía para formar esporas haploides con una carcasa central de cada copia de cada cromosoma.

Sin embargo, Spore S. sclerotorum, conocido como Ascospori, cuenta con dos núcleo separado. Anteriormente se suponía que cada núcleo era haploide, que contiene un paquete completo de 16 cromosomas. Esto significaría que cada ascospor contiene un total de 32 cromosomas, de manera similar a una célula diploide.

Usando microscopía fluorescente, logramos contar el número de cromosomas presentes en una ascospora única directamente. Consistentemente hemos observado consistentemente solo 16 cromosomas por Accospor, en conflicto con 32 “Núcleo único, teoría del genoma completo” planificado.

Además, utilizamos sondas fluorescentes para pegar cromosomas específicos y descubrimos que los dos núcleo en el ascosportado contienen diferentes cromosomas. Las ascosporas contienen un conjunto de 16 cromosomas divididos en dos núcleos, no cada núcleo que contiene el conjunto completo de cromosoma.

Irregular

La siguiente pregunta que solicitamos fue si 16 cromosomas se clasificaron aleatoriamente entre los dos núcleo o si esta división de genomía sigue un patrón regular.

Para responder esto, separamos el núcleo individual y determinamos qué cromosomas estuvieron presentes mediante el análisis de la reacción en cadena de la polimerasa (PCR). Hemos encontrado que la composición del cromosoma varía entre los núcleos, lo que sugiere la división de los cromosomas entre el núcleo de una manera irregular.

Nos intriga a buscar investigar si el fenómeno similar ocurre en otros hongos. Botritis cinerea es otro tipo de hongos patógenos vegetales en la misma familia que S. sclerotorum.

B. Cinerea Productos Las esporas de consonación generalmente con cuatro a seis núcleos, no observadas regularmente en Ascospores S. sclerotorum. Utilizando métodos similares, descubrimos 18 cromosomas en el genoma de B. cinerea dividido de manera similar por los núcleos, y cada núcleo generalmente transporta de tres a ocho cromosomas.

Esta observación mostró que el genoma más feliz “dividido” sobre el núcleo aparece en múltiples hongos patógenos de plantas. Sin embargo, si este fenómeno difunde las familias fúngicas más amplias, o incluso otros Eukariot, requiere más estudio.

Un mecanismo desconocido

Observación que son S. sclerotorum genoma genihi genihi genilimadas a través de nUUPLES HAGA QUE COMO CÓMO ESA SEPORTACIÓN ALGUNA EN EL RESTA EN EL RESTO DEL CICLO DE VIDA DEL CICÁNEO FUNGAL.

Para producir la próxima generación, estos hongos deben reformar una célula diploide con un apartamento completo de cromosomas, de los cuales se pueden producir nuevas ascospoins. Se supone que esto requiere la fusión del núcleo con cromosomas complementarios para reunir el genoma. Entonces, ¿cómo se aseguran estos hongos de que el núcleo sea correcto?

Detectar el mecanismo con el que el núcleo está juntos para combinar ADN puede tener futuras aplicaciones de edición de genes. (Volumen Planeta / Nplash +)

Quizás la explicación más simple sería una de las opciones de sostenibilidad: los núcleos pueden asegurar aleatoriamente, pero solo aquellos con un genoma completo producirían ascosfos sostenibles. Esto parece ineficiente, y el escenario más atractivo incluiría una estructura o mecanismo para permitir que el núcleo complementario juntos después del departamento inicial se vuelva a ensamblar fácilmente en un ciclo de vida del ciclo fúngico.

Esperamos que nuestro trabajo futuro proporcione respuestas a estos fascinantes problemas y ayude a la ampliación de nuestra comprensión del núcleo y la dinámica central de su genoma. Esta comprensión mejorada permitirá revoluciones dramáticas en la edición de genes, lo que permitirá a los investigadores manipular cromosomas y núcleos a voluntad.