Unikátní centromery u chromozómů objevil česko-německý tým vědců

Rostlina kokotice evropská je známá díky svému parazitickému způsobu života. Méně se ví, že má degenerované chloroplasty, což jsou organely nepostradatelné pro většinu rostlin.

Česko-německý tým vědců nyní objevil další zvláštnost tohoto rostlinného parazita – oblasti chromozómů zodpovědné za správné rozdělení dědičné informace při množení buněk jsou jiné, než je u rostlin běžné.

Kokotice evropská (Cuscuta europaea) je rostlina parazitující na jiných obyvatelích rostlinné říše – často je najdeme zcela ovinuté jejími tenkými, sivě zelenými stonky, jejichž speciální přísavné orgány pronikají až do cévních svazků hostitele a vysávají z nich potřebné živiny. Kokotice také nemá funkční chloroplasty, které by jí umožňovaly vyrábět při fotosyntéze zásobní cukry, a tak spoléhá na živiny vytvořené jinými rostlinami.

Při bližším pohledu na dědičnou informaci této rostliny zjistili vědci z Biologického centra AV ČR v Českých Budějovicích a Leibnizova institutu rostlinné genetiky a výzkumu zemědělských rostlin v Gaterslebenu, že se od ostatních rostlin liší také stavbou a funkcí tzv. centromer.

Centromery jsou oblasti na chromozómu, které zajišťují rovnoměrné rozdělení dědičné informace při dělení buněk. Na centromery se přes speciální proteinový komplex - kinetochor - váže dělící vřeténko, které pak při dělení buňky táhne každou polovinu chromozómu (a tím i dědičné informace) na opačnou stranu. Kinetochor tak funguje jako jakási „spojka” mezi chromozómem a dělícím vřeténkem.

U eukaryotických organizmů, jako jsou rostliny a živočichové, je poloha kinetochoru (a tím i vazba dělícího vřeténka) určena speciální bílkovinou, histonem CenH3. Z hlediska napojování dělícího vřeténka pak rozlišujeme dva typy chromozómů: monocentrické, kde je centroméra i CenH3 jen v jedné, malé oblasti, a dělící vřeténko se tedy váže na jedno konkrétní místo chromozómu, a holocentrické, kde jsou histony CenH3 (a tedy i vazebná místa) rozmístěny rovnoměrně po celém chromozómu.

Právě druhý, holocentrický typ mají podle dřívějších pozorování tvaru chromozómů některé druhy kokotic, proto bylo překvapením, když u kokotice evropské objevil česko-německý tým s využitím moderních imunologických a mikroskopických postupů zcela nový typ připojení. Dělící vřeténko se sice váže na celý chromozóm, podobně jako u ostatních druhů kokotice, ale histon CenH3 se vyskytuje pouze na několika omezených oblastech chromozómu. Jeho poloha tedy u kokotice evropské vůbec neurčuje místo připojení dělícího vřeténka.

Zatím je známo jen několik druhů organizmů, kde místo napojení není vyznačeno histonem CenH3. Jsou to hlavně některé druhy hmyzu s holocentrickými chromozómy. Těm ale zase chybí histony CenH3 úplně. Typ centromery nalezený u kokotice evropské je tak zcela unikátní a jeho další studium může vést k pochopení molekulárních mechanizmů, které určují polohu centromer na chromozómech.