Il DNA in condizioni ambientali nocivo può contribuire a diversità genetica umana

Nell'emissione di questo mese della ricerca principale del genoma del giornale scientifico, gli scienziati dall'università di Kyushu riferiscono quanto il DNA in condizioni ambientali nocivo può contribuire a diversità genetica umana.

Descrivono l'co-avvenimento di un nucleobase aberrante, chiamato 8 oxoguanine (8-oxoG), con le regioni genomiche arricchite nella ricombinazione meiotic “hotspot„ e singoli polimorfismi del nucleotide (SNPs). I risultati hanno implicazioni per la comprensione dell'interazione fra l'eredità e l'ambiente nella modellatura della variazione fenotipica umana.

Il DNA umano barraged costantemente da vari agenti ambientali, compreso luce UV ed i prodotti chimici come pure dalle specie reattive dell'ossigeno (ROS), che sono prodotte come sottoprodotti delle reazioni metaboliche normali o come esecutori molecolari della difesa ospite. Questi agenti possono indurre i nucleobases in DNA a subire spontaneamente una trasformazione chimica conosciuta come l'ossidazione. 8-oxoG è un modulo ossidato della guanina comune di nucleobase (G) ed una volta presente nel genoma, può formare una coppia di basi non convenzionale con adenina (A). Quando il replicazione del dna accade, l'adenina anormalmente collocata è accoppiata con una timina (t) invece della guanina originale, quindi con conseguente cambiamento permanente di nucleobase.

Si potrebbe intuitivo invitare la distribuzione dei nucleobases aberranti 8-oxoG per distribuirsi a caso in tutto il genoma, ma nel loro nuovo studio, il Dott. Yusaku Nakabeppu ed i suoi colleghi hanno dimostrato altrimenti. Nakabeppu ha collaborato con DRS. Mizuki Ohno e Tomofumi Miura, tra l'altro, studiare la distribuzione di 8-oxoG sulle diffusioni dei cromosomi umani normali con gli anticorpi fluorescente contrassegnati che specificamente hanno fissato a 8-oxoG posiziona. Intrigante, i segnali fluorescenti del tipo di punto non hanno coperto i cromosomi costante ma piuttosto, esibito una tendenziosità notevole per le regioni cromosomiche che contengono le più alte tariffe di ricombinazione meiotic e le densità di SNP. Ancora, la distribuzione e l'intensità di 8-oxoG erano notevolmente simili in persone differenti.

“Suggeriamo che la capitalizzazione 8-oxoG in una regione particolare di cromosoma causi la ricombinazione meiotic,„ diciamo Nakabeppu. “La nostra teoria è supportata dagli studi che indicano che gli enzimi in questione nella riparazione di danno ossidativo del DNA possono anche indurre la ricombinazione omologa. Questi enzimi altamente sono espressi nell'ovaia e nel testicolo, in cui la ricombinazione meiotic accade normalmente. Ancora, le tariffe di ricombinazione meiotic in femmine sono significativamente superiori a in maschi, probabilmente perché gli ovociti sono esposti allo sforzo ossidativo per i periodi più lunghi degli spermatocite.„

La distribuzione irregolare di SNPs attraverso il genoma umano è stata documentata per un po di tempo, ma le cause di queste sostituzioni di nucleobase e dei fattori che determinano la loro distribuzione sono in gran parte sconosciute. Nakabeppu, quindi, egualmente suggerisce che 8-oxoG, dovuto il suo potenziale mutageno, possa contribuire alla formazione di SNPs.

Ma perché il raggruppamento di 8-oxoG?

“I fattori che determinano la distribuzione di 8-oxoG sono ancora sconosciuti,„ spiega Nakabeppu. “Si può certamente sostenere che ci deve essere un altro fattore che per coincidenza aumenta la tariffa di ricombinazione o la formazione di SNPs oltre alla capitalizzazione di 8-oxoG in una regione particolare del cromosoma. Le strutture locali dei cromosomi e la loro replica o trascrizione potrebbero contribuire a determinare la distribuzione di 8-oxoG, ma ulteriore analisi è richiesta completamente di capire la relazione meccanicistica fra 8-oxoG, la ricombinazione e la mutagenesi.