Техника зондирования ДНК проясняет механизм клонального размножения самок гольца додзё, а также дает представление о наследственном происхождении клональной популяции.
Исследователи из Университета Хоккайдо разработали метод, который позволяет им отслеживать хромосомы во время производства яиц у вьюна Misgullicaudatus додзё. Исследование показало, как женские клоны дважды удваивают свои хромосомы, чтобы обеспечить клональное воспроизводство.
Боец додзё - донная пресноводная рыба, обитающая в Восточной Азии. Большинство рыб размножаются половым путем, самцы и самки. Их «соматические» нерепродуктивные клетки содержат полный набор из 50 хромосом - по 25 от каждого родителя, в то время как их репродуктивные яйцеклетки и сперматозоиды содержат 25 хромосом.
Однако популяция самок-клонов этого вида встречается на острове Хоккайдо и в других районах Японии. В отличие от самок, размножающихся половым путем, их соматические и репродуктивные яйца содержат по 50 хромосом, что обеспечивает их клональное размножение. Как репродуктивный процесс приводит к 50 хромосомам в яйцеклетках, остается неясным.
Чтобы лучше понять этот механизм, исследовательская группа, включающая Масамити Курода и Такафуми Фуджимото из Высшей школы рыбохозяйственных наук Университета Хоккайдо, разработала ДНК-зонды для отслеживания хромосом в соматических и репродуктивных клетках вьюна додзё. Предыдущие исследования предполагали, что популяция женских клонов возникла, когда скрещивались две генетически разные группы внутри вида, названные для простоты А и В. Курода и его коллеги разработали флуоресцентный ДНК-зонд, который связывается со специфическими участками хромосом, происходящими от типа B.
Согласно результатам, опубликованным в Chromosome Research, флуоресцентные сигналы показали, что соматические клетки женских клонов имеют 25 хромосом, происходящих от типа B, что свидетельствует о том, что их наследственное происхождение возникло при скрещивании типов A и B. Затем они изучили процесс производства яиц с помощью ДНК-зондов. У вьюнов додзё, размножающихся половым путем, репродуктивные клетки делятся в ходе нормального процесса мейоза, при котором одна клетка, содержащая полный набор из 50 хромосом, производит одну яйцеклетку, содержащую 25 хромосом. Для этого требуется однократное удвоение хромосом.
В женских клонах команда обнаружила, что хромосомный материал удваивается дважды, так что при делении получается яйцеклетка, содержащая полный набор из 50 хромосом. Сперма рыб активирует эти яйцеклетки, чтобы начать развитие эмбрионов без включения в них их генетического материала.
Более того, их данные предполагают, что сестринские хромосомы, удвоенные из одной и той же хромосомы, образуют пары, так что рекомбинация между хромосомами не влияет на их клональность. Такая рекомбинация обычно происходит между хромосомами отцовского и материнского происхождения.
"Это первый случай, когда "цитогенетические" доказательства были обнаружены для этого типа хромосомной дупликации у однополых рыб с лучевыми плавниками. Дальнейшие исследования могут помочь разработать производство рассады, которое может производить большую популяцию рыб-клонов с желаемыми характеристиками», - говорит Такафуми Фудзимото.