Los centrómeros son los dominios cromosómicos en los que se ensambla el cinetocoro, un complejo proteico requerido para la separación correcta de los cromosomas durante la mitosis y la meiosis. La incorporación de la variante de histona CenH3 en los nucleosomas centroméricos es un requisito previo para el ensamblaje y la función adecuados deel cinetocoro. Un nuevo estudio describe la proteína chaperona NASPSIM3 y cómo afecta la deposición de CenH3.
La división de las células es un proceso altamente regulado y complejo que requiere la colaboración organizada de una multitud de componentes celulares diferentes. Aunque se conocen los principios básicos, muchos componentes y su funcionamiento aún no se han identificado. Científicos del grupo del proyecto "Kinetochore Biology"en el IPK en Gatersleben están arrojando luz sobre el paisaje diverso de los cinetocoros. Los cinetocoros son necesarios para la interacción con el aparato del huso y la segregación de los cromosomas. Dentro de una colaboración internacional, los científicos descubrieron recientemente una proteína chaperona que afecta la carga de CenH3 aCentrómeros: un paso crucial para el ensamblaje de los cinetocoros. El conocimiento sobre la regulación de los centrómeros ayudará a desarrollar métodos para acelerar el proceso de mejoramiento de las plantas de cultivo.
Durante la división celular somática, los cromosomas se dividen en cromátidas hermanas gracias a las fuerzas de tracción del aparato de husillos. Para que esto suceda correctamente, las fibras del aparato del huso necesitan unirse a los cromosomas en la posición correcta. Aquí los cinetocorosentran en juego. Los cinetocoros se ensamblan en las posiciones cromosómicas correctas, marcadas por los denominados centrómeros. A partir de ahí, se unen al aparato del huso y ayudan a la segregación de los cromosomas durante la mitosis y la meiosis. Sin embargo, todo el proceso de segregación vienesi la función del centrómero se ve afectada, dirigida por la Dra. Inna Lermontova, investigadores del Instituto Leibniz de Genética de Plantas e Investigación de Plantas de Cultivos IPK en Gatersleben, en colaboración con otros institutos, han descubierto una chaperona que puede afectar la formación deel componente crucial del centrómero CenH3.
La incorporación de la variante de histona CenH3 en la cromatina determina la posición de los centrómeros. Al unirse a CenH3, la proteína NASPSIM3 asume el papel de una chaperona, escoltando a CenH3 dentro de la célula y asegurando la correcta deposición de esta histona.Los científicos demostraron que la expresión reducida de NASPSIM3 afecta negativamente la deposición de CenH3, por lo tanto, reduce la formación de centrómeros y, a su vez, el ensamblaje de cinetocoro.
Los investigadores del grupo de proyecto "Kinetochore Biology" continuarán investigando las vías que afectan a los cinetocoros. El Dr. Lermontova nos hizo saber: "Hay más de 100 proteínas de cinetocoro diferentes y solo unas pocas de ellas han sido descritas y caracterizadas funcionalmente en las plantas.En el grupo, nos estamos enfocando en dilucidar el mecanismo de ensamblaje y función de cinetocoro ".
Además, la investigación sobre el cinetocoro tiene un gran potencial en la ciencia aplicada. Por ejemplo, en el desarrollo de líneas inductoras haploides para el fitomejoramiento. Dra. Lermontova: "La inducción de haploides es muy importante para el fitomejoramiento. Cuando, por ejemplo, a los obtentores de cereales les gustaríapara corregir un rasgo, normalmente toma de siete a ocho generaciones, lo que significa de siete a ocho años para generar líneas homocigotas puras para estabilizar el rasgo mejorado. Al generar líneas haploides, puede arreglar esto dentro de una sola generación, aumentando así la eficiencia ".
En el IPK, el Dr. Lermontova ha demostrado que el mutante para la proteína de cinetocoro KNL2 de Arabidopsis induce haploides en cruces con tipo salvaje y que la eficacia de la inducción haploide puede aumentar después de la exposición de la línea inductora haploide a condiciones de estrés I. Lermontova, WO 2017/ 067714 En comparación con los enfoques de inducción haploide in situ ya existentes, el enfoque basado en KNL2 tiene una serie de características positivas: muestra una eficacia de inducción haploide comparativamente alta y pueden generarse mutantes homocigotos viables con una aptitud física ligeramente reducida como inductores haploides., el enfoque de inducción haploide basado en KNL2 está completamente establecido y patentado en el IPK.
Dra. Lermontova: "El siguiente paso ahora es transferir esto a las especies de cultivo. Por esta razón, actualmente estamos discutiendo con las compañías de fitomejoramiento. Sin embargo, comprender a fondo los mecanismos primero es importante. Uno no puede mejorar las especies de cultivos sino se entiende cuáles son los mecanismos subyacentes "
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Materiales proporcionados por Leibniz Institute of Plant Genetics and Crop Plant Research . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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