Análisis cuantitativo de los movimientos cromosómicos durante la formación del bouquet de telómeros en Schizosaccharomyces pombe: caracterización del motivo C

Abstract

[ES]La meiosis representa una forma especializada de división celular en la que una célula progenitora diploide experimenta dos divisiones secuenciales de reducción cromosómica, conocidas como meiosis I y meiosis II, culminando en la generación de cuatro células haploides denominadas gametos. A lo largo de este proceso, los eventos cruciales de apareamiento y recombinación del ADN entre cromosomas homólogos promueven la diversidad genética. Estos apareamientos son facilitados por fuerzas del citoesqueleto, que inducen movimientos cromosómicos durante la profase meiótica. Observaciones previas a este trabajo han indicado ligeras variaciones en las trayectorias de estos movimientos, cuya significancia biológica sigue siendo un misterio. Mediante la utilización de ChroMo (del inglés, Chromosome Movements) , una metodología computacional desarrollada en nuestro laboratorio para investigar específicamente los movimientos cromosómicos, hemos detectado un patrón de movimiento único denominado motivo C. Este patrón de movimiento surge especialmente en presencia de daño persistente en el ADN, además, la presencia del motivo C se ve enriquecida cuando Rdh54, una translocasa de ADN dependiente de ATP, está ausente. De manera similar, los meiocitos silvestres tratados con hidroxiurea también exhiben estos motivos con mucha frecuencia, en contraste con las células silvestres no tratadas con esta droga. La presencia del motivo C en células rdh54Δ depende de la quinasa del punto de control de daño ATR; Rad3. Relevantemente, hemos observado que las células rdh54Δ que presentan el motivo C pueden progresar a través de la meiosis, mientras que aquellas que carecen de estas micro variaciones no logran hacerlo, lo que sugiere una relevancia biológica para estas perturbaciones. Hipotetizamos que estos motivos pueden funcionar como un mecanismo de reinicio o redirección del movimiento cromosómico a través de la catástrofe de microtúbulos, facilitando potencialmente la reparación del ADN.

[EN]Meiosis represents a specialized form of cell division where a diploid progenitor cell undergoes two sequential reductional divisions, commonly known as meiosis I and meiosis II, culminating in the generation of four haploid cells known as gametes. Throughout this process, the crucial events of DNA pairing and recombination between homologous chromosomes promote genetic diversity. These pairings are facilitated by cytoskeletal forces, which induce substantial chromosome movements during the meiotic prophase. Previous observations have indicated slight variations in the trajectories of these movements, whose biological significance remains a mystery. Through the utilization of ChroMo (Chromosome Movements), a computational methodology developed in our laboratory specifically for investigating chromosome movements, we have detected a unique motion pattern referred to as motif C. This motion pattern arises upon persistent DNA damage, specifically the presence of the motif C is enriched when Rdh54, an ATP-dependent DNA translocase, is deleted. Similarly, wild-type meiocytes treated with hydroxyurea also exhibit these motifs, in contrast to non-treated wild-type cells. The presence of motif C in rdh54Δ cells depends on the ATR checkpoint kinase Rad3. Intriguingly, we have observed that rdh54Δ cells exhibiting motif C can progress through meiosis, whereas those lacking these microvariations are unable to do so, suggesting a biological significance for these perturbations. We hypothesize that these motifs may function as a reset mechanism for movement through microtubule catastrophe, potentially facilitating DNA repair.