III.2.3. Влияние перестроек хромосомы на расхождение гомологичных хромосом в мейозе. Нарушение нормального расхождения гомологов у гетерозигот по робертсоновским транслокациям вследствие действия определенных мутаций

Известно, что парацентрические инверсии в хромосомах у самок дрозофилы увеличивают нерасхождение хромосом, несущих такие инверсии. На самках МАК-2, содержащих парацентрические инверсии в одном или в обоих плечах, было показано резкое уменьшение доли эуплоидных гамет (до 20-40%), причем увеличивалось нерасхождение акроцентрика, оппозитного инверсии; причина нерасхождения заложена в десинапсисе проксимальных районов хромосом, вызываемом инверсией (Чадов и др., 1986а). В популяциях некоторых видов, например у мышей (Mus. musculus), землероек (Sorex araneus), морской улитки (Thais lapillas), дрозофилы и других, встречается особый тип перестроек - центрические слияния хромосом, или робертсоновские транслокации. При этом из двух акроцентрических хромосом образуется одна метацентрическая хромосома (Rb-хромосома). Это приводит к уменьшению числа хромосом в наборе, но без заметной утраты или избытка хроматина, так как число плеч при этом остается неизменным. Нормальный набор хромосом у мыши представлен 20 парами акроцентрических хромосом (2л=40), у мышей с Rb-хромосомой не 40, а 39 хромосом: они имеют 18 парных акроцен-триков, один метацентрик и два гомологичных ей акроцентрика, например В природных популяциях и лабораторных линиях мышей обнаружено более 80 робертсоновских транслокаций с участием разных хромосом.

В Rb-слияниях участвуют негомологичные хромосомы и не возникает генной несбалансированности. Поэтому расхождение Rb-хромосомы и соответствующих ей акроцентриков в мейозе у гетерозиготных по Rb-транслокации самок и самцов обычно происходит нормально.

Однако оказалось, что введение некоторых мутаций в акроцентрическую хромосому 17 у самок, гетерозиготных по Rb-транслокации с участием этой хромосомы, вызывало заметное уменьшение передачи Rb-хромосомы в яйцеклетки. В исследовании использовались гетерозиготные самки с Rb-транслокациями с участием 8-17 (Rb1)- и 16-17 (Rb7)-хромосом. Акроцентрическая хромосома 17 была маркирована различными мутациями. Впервые такой эффект обнаружен в потомстве от скрещиваний гетерозиготных по разным Rb-транслокациям самок с самцами, рецессивными по гену tf:

Скрещивание № 1

Скрещивание № 2

Вместо ожидаемого расщепления 1+:1tf было получено увеличение доли tf-потомков (в опыте № 1 они составляли 57,1, в опыте № 2 - 57,4% и расщепления были соответственно 105+:140tf н 149+:201tf). Этот процент (∼57%) передачи акроцентрической хромосомы 17 у гетерозиготных по Rb-транслокации самок был принят за контрольный при оценке передачи Rb- и He-Rb-хромосом в скрещиваниях, результаты которых приведены в табл. III. 3.

Таблица III.3. Сегрегация хромосом в потомстве гетерозиготных по Rb-транслокации самок в анализирующих скрещиваниях с участием разных генов

Они показывают, что у самок, гетерозиготных по Rb-транслокации (Rb1 и Rb7), по некоторым генам, локализованным в акроцентрической хромосоме 17, происходит нормальное расщепление (скрещивания 2, 3, 6), по другим генам -Т, Ki, Fu, gk, t⁶ наблюдается значимое отклонение от ожидаемого расщепления - уменьшается доля потомков с Rb-хромосомой, маркированной нормальными аллелями соответствующих генов (скрещивания 1, 4, 5, 7, 8, 9)^*.

^* (Название мутаций и их фенотипическое проявление: tufted (tf) -потеря волос и возобновление их роста волнами от переднего конца тела к заднему; quaking (qk) - тремор, острая нехватка миелина в ЦНС; brachiury (T) - короткий хвост; t⁶ - аллель гена Т, проявляется в гетерозиготе ^T/_t⁶ - бесхвостые мыши или мыши с очень коротким хвостом; Fused (Fu) - дефекты хвоста и позвоночника.)

Каковы причины такого нарушения в расщеплениях? Их может быть по крайней мере две: эмбриональная смертность особей, несущих Rb-хромосому, или предпочтительное попадание Rb-хромосомы в направительное тельце. Оценка эмбриональной смертности показала, что она практически одинакова у потомков всех типов. Анализ мейоза на стадии метафазы II у самок выявил, что доля эуплоидных клеток (без Rb-xpомосомы) составляла 69,4%. Доля бластоцист без Rb-хромосомы в скрещивании оказалась равной 67%. Почти такой же процент - 65,5 - генотипов без Rb-хромосомы наблюдался у родившихся в этом скрещивании мышат.

Можно сделать заключение, что действие генов Т, qk, Fu, Ki и t⁶, приводящее к сегрегационным нарушениям, осуществляется в ходе оогенеза не позднее первого деления мейоза, и результатом этих нарушений является предпочтительное попадание ак-роцентрической хромосомы 17 в яйцеклетку (Рувинский и др., 1986).