Яйцеклетки используют необычный метод деления

Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего и Института Людвига по исследованию рака, изучая яйцеклетки с помощью микроскопии в режиме таймлапс, обнаружили необычное свойство мейоза — деления клеток, которое производит репродуктивные клетки у организмов, размножающихся половым путём.

Открытие механизма «наизнанку», с помощью которого хромосомы яйцеклетки отделяются друг от друга, может пролить свет на ошибки в распределении хромосом. Эти ошибки могут приводить к синдрому Дауна, высокому уровню выкидышей у людей и возрастному снижению фертильности у женщин. Результаты опубликованы в сентябрьском выпуске Nature Cell Biology.

Формирование сперматозоидов и яйцеклеток требует процесса мейоза, который уменьшает число хромосом каждого родителя вдвое. Это необходимо, чтобы при слиянии сперматозоида и яйцеклетки образовалась клетка с двумя копиями каждой хромосомы.

Как мейотическое, так и митотическое деление требуют специализированных белковых полимеров — микротрубочек. Эти полимеры организованы в веретено деления в форме мяча для регби, концы которого закреплены в особом органоиде — центросоме. Однако яйцеклетки необычны тем, что в них отсутствуют центросомы, и вместо этого они используют веретено, самоорганизованное из микротрубочек. Яйцеклетки, особенно у человека, склонны к ошибкам при делении хромосом во время мейоза, что приводит к таким репродуктивным проблемам, как синдром Дауна, бесплодие и выкидыши.

Исследователи под руководством Аршада Десаи, профессора клеточной и молекулярной медицины, использовали круглого червя C. elegans в качестве модели для изучения деления яйцеклеток. Жюльен Дюмон, постдок в лаборатории Десаи, разработал методы таймлапс-микроскопии для наблюдения за мейозом яйцеклеток с высокой точностью.

До этого исследования считалось, что хромосомы делящейся клетки расходятся, потягиваясь за полимеры микротрубочек и двигаясь к концам веретена, подобно человеку, подтягивающемуся на канате. Однако исследователи обнаружили, что в яйцеклетках C. elegans хромосомы расходятся, будучи выталкиваемыми в середине — скорее всего, из-за роста полимеров микротрубочек между половинками хромосом.

«Это открытие предполагает, что яйцеклетки используют особый механизм для мейотического разделения хромосом», — сказал Десаи. «Поскольку дефекты мейоза яйцеклеток лежат в основе бесплодия у людей, важно, чтобы будущие исследования выяснили, действует ли такой механизм и у женщин».