Pohlavní chromozomy

Existence a vývoj pohlavních chromozomů je základní otázkou evoluční biologie. Oproti většině živočišných druhů, se pohlavní chromozomy u rostlin vyvinuly relativně nedávno a proto jsou dvouděložné rostliny skvělým modelem pro studium raných fází evoluce pohlavních chromozomů. Silene latifolia (syn. Melandrium album neboli knotovka bílá) je dvoudomá rostlina disponující heteromorfními pohlavními chromozomy X a Y. Formálně se podobá savčímu typu determinace pohlaví. Pohlaví je řízeno dominantními geny spojenými s chromozomem Y, které jsou přítomny pouze u samčích jedinců. Nejnovější údaje o S. latifolia ukazují, že oba chromozomy X a Y ukrývají aktivní geny, které se však mírně liší v důsledku genetické degenerace alel v nerekombinovatelné oblasti chromozomu Y. Naše laboratoř se zaměřuje především na izolaci a charakterizaci sekvencí DNA na pohlavních chromozomech S. latifolia.

Pro chromozomy X a Y jsem zkontruovali specifické genové knihovny s využitím templátové DNA, získané pomocí mikrodisekce dusíkovým laserem.   Nové sekvence vázané na pohlavní chromozomy využíváme pro FISH mapování S. latifolia a příbuzných druhů rodu Silene. Hlavním cílem je hledat homologní sekvence pohlavních chromozomů. Nedávno jsme vylepšili strategii FISH pro rozlišení pohlavních chromozomů S. latifolia pomocí malování chromozomů (chromosome painting). Tento přístup představuje rychlý nástroj pro porovnání organizace rostlinných genomů. Vytvořili jsme také nové markery spojené s pohlavím, za pomocí konstrukce a screeningu knihovny umělých bakteriálních chromozomů (BAC) pro hledání vhodných sond pro FISH. Studujeme také roli repetitivních sekvencí DNA v evoluci pohlavních chromozomů. Sledujeme akumulaci promiskuitní DNA a tandemových repetic na chromozomu Y. Naše nedávná data ukazují na nový typ retrotranspozonů nesoucích tandemové repetice, které odhalují jedinečný mechanismus amplifikace tandemových repetic v genomech. Výsledky našeho současného výzkumu ukazují, že divergence pohlavních chromozomů S. latifolia již probíhá a začala degenerace chromozomu Y hromaděním specifických sekvencí.