Учёные открыли новый механизм транспорта в яйцеклетках

Учёные из Northwestern Medicine обнаружили новый и уникальный механизм транспорта в развивающихся яйцеклетках плодовых мушек, согласно исследованию, опубликованному в eLife.

Моторные белки "выстреливают" микротрубочки в сторону ооцита, создавая поток, который доставляет питательные вещества и молекулы к развивающейся яйцеклетке. Ранее такой транспорт с помощью потока обнаруживали только у растений, отметил Владимир Гельфанд, старший автор исследования.

"Это совершенно новый механизм биологического движения у животных", — сказал Гельфанд.

На раннем этапе развития ооцита белок динеин осуществляет направленный транспорт других белков и мРНК (mRNA), "шагая" по микротрубочкам. Это пример селективного транспорта, необходимого для поддержания клеточной судьбы ооцитов.

"Однако, как только ооцит дифференцируется и ему нужно увеличиться в размерах, этот селективный транспорт становится слишком медленным", — пояснил Вэнь Лу, ведущий автор исследования.

Действительно, в середине развития ооцита учёные наблюдали смену механизма. Вместо того чтобы "шагать" по микротрубочкам, тот же моторный белок (динеин), прикреплённый к кортексу клеток-нянек, проталкивает сами микротрубочки через небольшие каналы по направлению к ооциту. Это создаёт поток, по которому молекулы транспортируются к ооциту.

"Это тот же механизм, что и селективный транспорт, но он инвертирован. Вместо того чтобы компоненты двигались по микротрубочкам, сами микротрубочки движутся к ооциту", — сказал Гельфанд.

В эксперименте нейтральные частицы, помещённые в клетки-няньки, "плыли" с потоком к ооциту. Если бы старый метод направленного транспорта был активен, эти частицы оставались бы на месте, так как не связываются с моторными белками.

Затем учёные создали химерный моторный белок из мхов и прикрепили его к клеткам-нянькам. Этот искусственный мотор всё равно направлял микротрубочки к ооциту, что приводило к нормальному росту яйцеклетки.

"Неважно, что именно двигает микротрубочки, пока поток направлен в нужную сторону", — заключил Гельфанд.

Этот механизм может присутствовать и у млекопитающих, но его сложнее проверить из-за толщины и сложности их клеток. В будущем лаборатория планирует выяснить, что именно запускает переключение транспорта с селективного на неселективный.