Külön figyelmet érdemel, hogy
Nemcsak a nők esetében fontos ez a folyamat: a férfiaknál a kromoszómák rendeződése és újrakombinálódása a pubertás után zajlik, amikor a hímivarsejtek képződnek. Mindezek ellenére a problémák túlnyomó részét nőknél figyelték meg, mivel a petesejtek akár évtizedeken át inaktív állapotban várakoznak a petefészekben, miközben a kromoszómák közötti összeköttetéseket fenn kell tartani. A legfőbb veszély az, hogy ha egy kromoszómapár közötti kapcsolat – az úgynevezett crossover – megszűnik, a sejtosztódás során hibás számú kromoszóma kerülhet a végleges petesejtbe, aminek következménye meddőség, vetélés vagy például a Down-szindróma lehet, amikor is a 21-es kromoszómából egyel több van a szokásosnál.
A kromoszómák keresztkapcsolatai: kritikus védelmi vonal
Az emberi sejtekben 46 kromoszóma található, ezek 23 párt alkotnak. Az ivarsejtek képződése során a kromoszómák párosodnak és keresztkapcsolatokat – crossovereket – hoznak létre, amelyeket szaknyelven “double Holliday junction”-nak hívnak. Ezekben a struktúrákban a DNS egyik szála átlép a másikhoz, majd precíz enzimek kapcsolják össze őket. Ez a folyamat biztosítja, hogy a gyermekek kromoszómáiban mindkét szülő génjei keveredjenek, és hogy a kromoszómák megfelelően váljanak szét a sejtosztódás során.
Férfiaknál az átrendeződés után gyorsan megtörténik a sejtosztódás, míg nőknél a folyamat akár 40 évig is szünetelhet, mielőtt a petesejt ténylegesen osztódni és érni kezd. Az évtizedekig fennálló stabil kapcsolat azonban rendkívül sérülékeny, és bármilyen hiba végzetes lehet.
A kulcsszereplők: fehérjehálózatok őrzik a stabilitást
A Kaliforniai Egyetem, Davis kutatócsoportja élesztőgombával – egy klasszikus modellorganizmus – vizsgálta, hogyan működik ez a védelmi mechanizmus. Megállapították, hogy több tucatnyi fehérje dolgozik együtt azért, hogy védje és stabilizálja a double Holliday junctionokat, megakadályozva, hogy egyes enzimek – például az embernél Bloom-komplexnek nevezett fehérje – idő előtt lebontsák ezeket a kapcsolatokat.
Külön technikát fejlesztettek ki annak érdekében, hogy “valós időben” tudják követni, mi történik, ha bizonyos fehérjéket kiiktatnak a folyamatból. Az eredmények szerint, ha a védőfehérjék eltűnnek, a crossover kapcsolatok összeomlanak, így jelentősen megnő a hibás sejtosztódás, valamint a meddőség, vetélés és Down-szindróma kockázata.
Mindezek ellenére: az evolúció alig változtatott
Bár az élesztő és az ember között óriási különbségek vannak, a kutatók hangsúlyozzák: a kromoszómák keresztkapcsolásának folyamata az evolúció során szinte változatlan maradt, és ugyanazok a fehérjék védik ezt a mechanizmust. Így az élesztőben szerzett felismerések közvetlenül alkalmazhatóak az emberi termékenységi zavarok, vetélések vagy akár genetikai betegségek okainak megértésére, új vizsgálati és kezelési stratégiák kidolgozására.
Új távlatok a termékenység kezelésében
A kutatást több jelentős alapítvány és állami intézmény támogatta, az eredményeket pedig tehetséges diákok és fiatal kutatók közreműködésével érték el. A Davis Egyetem korszerű laboratóriumai lehetővé tették a molekuláris folyamatok időbeli és térbeli pontos feltérképezését. Az eredmények új irányt mutathatnak a termékenységi problémák diagnosztikájában, és hozzájárulhatnak ahhoz is, hogy a jövőben a meddőség, a vetélés vagy például a Down-szindróma kockázata kezelhetőbbé és megelőzhetőbbé váljon azok számára, akik családalapítás előtt állnak.
