Перейти к основному содержанию

Изучена дифференциация Y-хромосомы у двух видов короткоцикловых рыб рода Nothobranchius

Представители рода Nothobranchius обитают во временных водоемах саванн Восточной Африки и имеют один из наиболее коротких жизненных цикл среди позвоночных животных, что делает их уникальной моделью для изучения разнообразных биологических процессов. Ранее сотрудниками ИПЭЭ РАН было выявлено феноменально высокое для позвоночных животных кариотипическое разнообразие внутри рода Nothobranchius: диплоидное число хромосом у различных видов варьирует от 2n = 16 до 2n = 50, соотношение одноплечих и двуплечих хромосом также сильно изменчиво даже среди видов с одинаковым 2n. Кроме того, у 5 из 65 кариотипированных видов (всего на сегодняшний день род включает 96 валидных видов) присутствует система множественных половых хромосом X1X2Y (Krysanov and Demidova, 2018, https://doi.org/10.3897/CompCytogen.v12i3.25092). Эта публикация вызвала большой интерес у исследователей, занимающихся цитогенетикой рыб, была сформирована международная коллаборация по изучению эволюции хромосом в роде Nothobranchius.

В конце 2022 года международным коллективом исследователей из Чехии, Германии, Польши, Молдовы и России была опубликована работа, посвящённая цитогеномному изучению XY-хромосом у двух сестринских видов рода NothobranchiusN. furzeri и N. kadleci. Было показано, что оба вида имеют общую систему XY-хромосом, которая появилась ещё до дивергенции видов. Дифференциация половых хромосом происходила путём накопления тандемных повторов на Y-хромосоме, причём имел место полиморфизм по паттернам распределения повторов как между видами, так и между популяциями каждого из видов. Однако во всех популяциях ген gdf6 (предполагаемый мастер-ген определения пола у рыб) картировался в регионе, богатом сателлитной ДНК на длинном плече Y-хромосомы.

В международном сотрудничестве принял участие к.б.н., и.о.с.н.с. ИПЭЭ РАН С.А. Симановский, в задачу которого входил анализ синаптонемных комплексов в профазе I мейоза у изучаемых видов. Было показано, что несмотря на гетероморфность, XY-хромосомы регулярно спариваются в мейозе и формируют СК-бивалены, неотличимые от аутосомных. Эти данные подтвердили вывод о ранней степени дифференциации системы XY-хромосом у N. furzeri и N. kadleci.

Работа опубликована в журнале Chromosome Research (IF = 4.62; JCR Q2; SJR Q1)

Štundlová J, Hospodářská M, Lukšíková K, Voleníková A, Pavlica T, Altmanová M, Richter A, Reichard M, Dalíková M, Pelikánová Š, Marta A, Simanovsky SA, Hiřman M, Jankásek M, Dvořák T, Bohlen J, Ráb P, Englert C, Nguyen P, Sember A. (2022) Sex chromosome differentiation via changes in the Y chromosome repeat landscape in African annual killifishes Nothobranchius furzeri and N. kadleci. Chromosome Research 30: 309–333. https://doi.org/10.1007/s10577-022-09707-3