Учёные из Калифорнийского университета в Дэвисе опубликовали в журнале Nature исследование, показывающее, как особые «перекресты» хромосом защищают женскую и мужскую фертильность.

В процессе формирования яйцеклеток и сперматозоидов хромосомы должны соединяться парами и обмениваться участками ДНК — это явление называется «кроссинговер».

Оно выполняет две важные функции: создаёт уникальную комбинацию генов от обоих родителей и удерживает хромосомы сцепленными, чтобы они правильно распределились при делении клетки. Если перекрестов не образуется, пары хромосом могут потерять контакт, что приводит к ошибкам — яйцеклетки или сперматозоиды оказываются с лишними или недостающими хромосомами. Это вызывает бесплодие, выкидыши или генетические болезни, такие как синдром Дауна.

Особенность женских яйцеклеток в том, что после образования перекрестов они «замирают» в развитии ещё в эмбриональном периоде и могут оставаться в таком состоянии десятилетиями, до момента овуляции. Всё это время перекресты должны сохранять прочность, иначе возникает риск нарушений.

Чтобы проследить механизм, команда профессора Нила Хантера использовала генетически модифицированные дрожжи как модельный организм. Наблюдая за их клетками, учёные реконструировали работу белков, отвечающих за соединение пар хромосом. Оказалось, что ключевые элементы этого процесса практически не изменились за миллионы лет эволюции, и белки дрожжей имеют прямые аналоги у человека.

Открытие проливает свет на то, как именно хромосомные перекресты обеспечивают сохранность генома и нормальную репродуктивную функцию. По мнению авторов, результаты помогут лучше понять причины бесплодия и улучшить диагностику и лечение связанных с ним нарушений.