DNA Onarım Mekanizması, Bitkilerde Plastitlerden Çekirdeğe Gen Transferini Baskılar

Nature Plants'te yayınlanan yeni bir çalışma, bitkilerde DNA'nın plastitlerden çekirdeğe transferini baskılayan bir mekanizmayı ortaya koyuyor. Gonzalez-Duran, Kroop, Schadach ve meslektaşları tarafından yürütülen araştırma, DNA çift zincirli kırık (DSB) onarım mekanizmasının bu transferi önlemede önemli bir rol oynadığını gösteriyor. Siyanobakterilerden kaynaklanan plastitler, evrim sırasında birçok geni çekirdeğe aktarmıştır. Çalışma, bitkilerin nükleer genom bütünlüğünü koruyarak aşırı plastit DNA'sı entegrasyonunu önlemek için DSB onarım yollarını kullandığını buldu. Araştırmacılar, kanonik DSB onarım bileşenlerinin, DNA hasarı potansiyel plastit DNA'sı yerleştirme bölgelerinin yakınında meydana geldiğinde yabancı DNA entegrasyonunu en aza indirdiğini gösterdi. Kompromize edilmiş DSB onarım yollarına sahip bitkiler, artmış plastit DNA entegrasyonu, genomik instabilite ve anormal gen ekspresyon modelleri gösterdi. Gelişmiş genomik sekanslama teknikleri, çekirdeğe sızan sık plastit DNA parçaları gösterdi. Bununla birlikte, nükleer kromozomlara stabil entegrasyon olayları DSB onarım sistemi tarafından baskılanır. Çalışma, tanıma sinyallerinin ve protein komplekslerinin, plastit kaynaklı DNA parçalarını onarım substratları olarak barındırmadan, DSB bölgelerinde seçici olarak bir araya geldiğini buldu. Bu seçicilik, sekans bağlamı tanıma ve kromatin mimarisini içerebilir. Bulgular, DNA onarım yollarının eksojen organel sekanslarının kabulünü kontrol eden kapı bekçileri olarak hareket ettiğini göstermektedir. Modüle edilmiş DSB onarım yeteneklerine sahip bitkilerin mühendisliği, plastit DNA introgresyon oranlarını etkileyebilir ve genom düzenleme ve sentetik biyoloji için bir araç sunabilir. Bu araştırma, DNA onarım mekanizmalarının genomik bütünlüğü koruma ve ökaryotik hücrelerde genom evrimini düzenlemedeki önemini vurgulamaktadır. Ayrıca bitki genomlarında yatay gen transferi tahminlerinin yeniden değerlendirilmesini teşvik etmektedir.