Шыпшына (Rosa canina), від дзікай ружы, мае пентаплоідны геном з 35 храмасомамі. Яна мае няцотную колькасць храмасом, але можа размнажацца палавым шляхам дзякуючы ўнікальнай форме... дзяленне клетак Гэта называецца «меёзам сабакі», пры якім толькі два наборы храмасом падвяргаюцца рэгулярнаму меётычнаму дзяленню, у той час як астатнія 21 храмасомы захоўваюцца яйкаклеткай асіметрычна. Апладненне тэтраплоіднай яйкаклеткі гаплоідным пылком прыводзіць да ўтварэння пентаплоіднага нашчадства. Механізм гэтага асіметрычнага меёзу, які назіраецца ў шыпшыннікаў, быў невядомы. У нядаўнім даследаванні даследчыкі выявілі, што памеры цэнтрамер адыгрываюць вырашальную ролю ў вызначэнні таго, ці будзе храмасома двухвалентнай ці застанецца няпарнай. Храмасомы з меншым памерам цэнтрамер утвараюць пары і дзеляцца сіметрычна, у той час як храмасомы з вялікім памерам цэнтрамер застаюцца няпарнымі і захоўваюцца яйкаклеткай. Гэта мае значэнне для селекцыі раслін, таму што ўнясенне адпаведных змяненняў у памеры цэнтрамер азначала б атрыманне ў спадчыну патрэбнай храмасомы.
Для забеспячэння бесперапыннасці і цэласнасці генафонду колькасць храмасом у нашчадкаў павінна заставацца такой жа, як і ў бацькоў. Для забеспячэння гэтага гонады ў большасці вышэйшых жывёл і раслін падвяргаюцца сіметрычнаму меётычнаму дзяленню клетак, у выніку чаго ўтвараюцца гаплоідныя гаметы, якія змяшчаюць аднолькавую колькасць храмасом (n), так што пасля апладнення яйкаклеткі мужчынскай гаметай у зігоце аднаўляецца першапачатковы дыплоідны лік (2n). Напрыклад, у чалавека 23 пары (2n=46) храмасом. Меётычнае дзяленне ў гонадах сіметрычна ўтварае гаплоідныя яйкаклеткі і сперматазоіды з (n=23), так што пасля апладнення ў зігоце аднаўляецца першапачатковы дыплоідны лік (2n=46). Гэта тычыцца большасці відаў раслін і жывёл, якія размнажаюцца палавым шляхам. У іх цотная колькасць храмасом. Аднак палавое размнажэнне ў расліны шыпшыннік унікальнае.
Шыпшына (Rosa canina), распаўсюджаны від павойнай дзікай ружы, мае пентаплоідны геном, а менавіта пяць набораў храмасом, кожны набор змяшчае па 7 храмасом. Расліна мае няцотную колькасць храмасом, усяго 35, але можа размнажацца палавым шляхам дзякуючы асіметрычнай форме меётычнага дзялення клетак, якая называецца «меёз Canina», пры якой толькі два наборы (=14) храмасом утвараюць бівалентныя структуры і падвяргаюцца рэгулярнаму меётычнаму дзяленню, а астатнія храмасомы (=21) захоўваюцца ў яйкаклетцы.
У меёзе сабакі некаторыя храмасомы застаюцца няпарнымі (унівалентныя), а некаторыя ўтвараюць пары (бівалентныя). Няпарныя храмасомы выдаляюцца падчас сперматагенезу, у выніку чаго ўтвараецца гаплоіднае пылковае зерне, якое змяшчае толькі храмасомы, атрыманыя з бівалентных храмасом. У аогенезе ж яйкаклетка... ячэйка атрымлівае адзін набор храмасом двухвалентнага паходжання і ўсе 21 няпарныя храмасомы, што робіць яйкаклетку тэтраплоіднай. Апладненне тэтраплоіднай яйкаклеткі гаплоідным пылком (з храмасомамі двухвалентнага паходжання) аднаўляе пентаплоідны (5n) геном у нашчадкаў. Такім чынам, нашчадкі шыпшынніка ў асноўным клонуюцца і часткова размнажаюцца палавым шляхам. Гэтая ўнікальная форма размнажэння вядомая на працягу стагоддзя, аднак яе механізм быў невядомы.
У нядаўнім даследаванні даследчыкі вывучалі, як адбываецца мэтанакіраваны транспарт няпарных храмасом у яйкаклеткі падчас оогенезу ў шыпшыннікаў. Яны выявілі, што ў гэтым удзельнічаюць памеры цэнтрамер храмасом. Большыя цэнтрамеры ў асноўным сустракаліся ў няпарных храмасомах, у той час як цэнтрамеры, якія ўтвараюць двухвалентныя храмасомы, былі ўзбагачаны рэтратранспазонамі. Дадзеныя сведчаць аб тым, што памер цэнтрамеры храмасомы вызначае, ці будзе храмасома ўтвараць двухвалентныя храмасомы, ці застанецца няпарнай і захаваецца ў яйкаклетцы падчас асіметрычнага оогенезу. Храмасомы з малымі памерамі цэнтрамер утвараюць двухвалентныя храмасомы і падвяргаюцца сіметрычнаму дзяленню, у той час як храмасомы з вялікімі памерамі цэнтрамер застаюцца няпарнымі і захоўваюцца асіметрычна ў яйкаклетцы. Гэта мае значэнне для селекцыі раслін, таму што ўнясенне адпаведных змяненняў у памеры цэнтрамер азначала б атрыманне ў спадчыну патрэбнай храмасомы.
***
Спасылкі:
- Лунерова Й. і інш. 2020. Асіметрычны меёз сабачага арганізма суправаджаецца пашырэннем перыцэнтрамернага сатэліту ў нерэкамбінуючых унівалентных храмасомах роду Rosa. Аналы батанікі, том 125, выпуск 7, 4 чэрвеня 2020 г., старонкі 1025–1038, апублікавана: 25 лютага 2020 г. DOI: https://doi.org/10.1093/aob/mcaa028
- Herklotz, V., Zhang, M., Nascimento, T. і інш. Бімадальныя цэнтрамеры ў пентаплоідных шыпшыннікаў праліваюць святло на іх унікальны меёз. Nature (2025). Апублікавана 18 чэрвеня 2025 г. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-025-09171-z
- Макс-Планк-Гезельшафт. ІМКНЕННЕ ДА ВЫЖЫВАННЯ: Здавалася б, немагчымае размнажэнне шыпшыннікаў грунтуецца на хітрасці цэнтрамер. Апублікавана 18 чэрвеня 2025 г. Даступна па адрасе https://www.mpipz.mpg.de/pr-marques-2025-06-en
***
