Размер имеет значение: новые данные показывают, что размер клетки запускает "пробуждение" генома в эмбрионах

Команда из Пенсильванского университета впервые обнаружила, что активация собственного генома в эмбрионе происходит не одновременно, а по специфическому паттерну, контролируемому в первую очередь различными размерами его клеток. Результаты опубликованы на обложке журнала Developmental Cell.

В раннем эмбрионе делением клеток управляют материнские РНК и белки, а геномы зиготы (оплодотворенной яйцеклетки) изначально "спят". В определенный момент ядра зиготы "пробуждаются", и экспрессия их геномов берет на себя биохимический контроль за дальнейшее развитие. Однако механизм, по которому эмбрион "понимает", когда совершить этот переход, оставался неизвестным.

Используя визуализацию отдельных клеток эмбрионов африканской шпорцевой лягушки (Xenopus laevis), исследователи установили, что ключевым параметром, управляющим началом активации генома, является размер клетки. Клетки должны достичь порогового размера, чтобы инициировать масштабную транскрипцию собственных белков. Создав миниатюрные эмбрионы, команда доказала, что изменения размера клеток контролируют время активации генома.

Это открытие меняет взгляд на процесс развития:

• Решение о запуске генома зиготы принимается на уровне отдельных клеток, а не всего эмбриона.
• Эволюция использовала размер клетки как регуляторный механизм для контроля критического перехода в эмбриональном развитии.

"Чтобы получить новые данные, транскрипцию в зиготе следует измерять на уровне одной клетки", — отмечает первый автор работы Хуэй Чен. Этот подход позволил учесть влияние пространственной организации клеток эмбриона на материнско-зиготный переход.

Исследователи планируют проверить, сохраняется ли эта закономерность у других видов, измерив активацию генома у zebrafish (данио-рерио) и мышей.