Kromosom B memanipulasi pembelahan sel untuk bertahan hidup, dan penelitian baru mengidentifikasi gen-gen kunci, termasuk DCR28, yang terlibat dalam proses ini pada gandum hitam.
Kromosom B supernumerary, tidak seperti kromosom A standar, tidak penting untuk pertumbuhan dan perkembangan normal organisme. Pada tahun 2024, kromosom B telah diidentifikasi di hampir 3.000 jenis di semua filum eukariotik. Meskipun jumlah kromosom B yang rendah biasanya tidak mempunyai dampak selektif yang nyata, jumlah yang lebih tinggi dapat menyebabkan kelainan fenotipik dan penurunan kesuburan.
Untuk menghindari eliminasi, banyak kromosom B mempengaruhi pembelahan sel dan meningkatkan jumlah salinannya dalam proses tersebut. Fenomena ini disebut penggerak kromosom. Oleh karena itu, kromosom B yang “egois” hanya menjadi aktif jika keberadaannya dipertaruhkan dan bukan untuk kepentingan tanaman.
Tantangan dalam Mempelajari Penggerak Kromosom B
Mekanisme penggerak dalam sistem kromosom B telah dipelajari di banyak spesies dan konteks menggunakan berbagai teknologi, mulai dari genetika klasik hingga sitogenetika.
Namun meskipun merupakan kasus uji yang ideal untuk mempelajari mekanisme yang mendasari penggerak kromosom, penelitian kromosom B perlahan-lahan mampu memanfaatkan ledakan data dari penelitian ini. DNA booming pengurutan: Kromosom B memiliki struktur yang sangat kompleks, berulang, dan beraneka ragam, yang semuanya membuatnya resisten terhadap perakitan kromosom tingkat pseudomolekul, terutama sebelum perkembangan terkini di bidang pengurutan yang telah lama dibaca.
Oleh karena itu, wawasan tingkat gen mengenai mekanisme spesifik yang mengendalikan penggerak kromosom sangat terbatas, dan kandidat gen spesifik yang terlibat dalam fenomena ini belum teridentifikasi sejauh ini.
Terobosan dalam Penelitian Kromosom Rye B
Untuk mengidentifikasi faktor pengendali dorongan pada kromosom gandum hitam B, tim peneliti internasional yang dipimpin oleh Institut IPK Leibniz pertama-tama mempersempit ukuran wilayah kendali penggerak. Selanjutnya, para peneliti menggunakan pembacaan DNA yang panjang dan merakit kromosom gandum hitam B menjadi pseudomolekul tunggal dengan panjang ~430 Mb dan melakukan analisis transkriptome terperinci.
“Dengan menggunakan pseudomolekul kromosom B yang baru dirakit, kami mengidentifikasi lima kandidat gen yang perannya sebagai moderator penggerak kromosom didukung oleh penelitian tambahan,” jelas Jianyong Chen, penulis pertama studi tersebut. “Gen DCR28, yang mungkin bertanggung jawab untuk mengatur proses ini, menonjol,” tegas Prof. Andreas Houben, ketua kelompok penelitian “Struktur dan Fungsi Kromosom” IPK. Lebih lanjut, ditunjukkan bahwa kromosom B berasal dari fragmen ketujuh kromosom A standar gandum hitam.
Temuan ini juga dapat berguna untuk penelitian penyakit genetik yang didasarkan pada distribusi kromosom yang tidak merata.
Referensi: “Mekanisme genetik penggerak kromosom B pada gandum hitam yang diterangi oleh perakitan skala kromosom” oleh Jianyong Chen, Jan Bartoš, Anastassia Boudichevskaia, Anna Voigt, Mark Timothy Rabanus-Wallace, Steven Dreissig, Zuzana Tulpová, Hana Šimková, Jiří Macas, Gihwan Kim, Jonas Buhl, Katharina Bürstenbinder, Frank R. Blattner, Jörg Fuchs, Thomas Schmutzer, Axel Himmelbach, Veit Schubert dan Andreas Houben, 8 November 2024, Komunikasi Alam.
DOI: 10.1038/s41467-024-53799-w
