Как яйцеклетки контролируют время деления
Биологи RIKEN обнаружили, что белок MPS1 помогает обеспечить своевременное протекание ключевого процесса при делении ооцитов — неоплодотворённых яйцеклеток — у мышей. Это открытие может иметь значение для понимания причин выкидышей и врождённых заболеваний у людей.
Исследование опубликовано в The EMBO Journal.
Во время клеточного деления веретено деления, состоящее из микротрубочек, разделяет генетический материал. В обычных клетках этот процесс организуют две центросомы, но ооциты их лишены и используют другой метод сборки веретена.
Микротрубочки прикрепляются к белковым «ручкам» на хромосомах — кинетохорам. Если прикрепление произойдёт до того, как веретено сформирует два полюса, высок риск ошибок. Это может привести к серьёзным последствиям, включая выкидыш и развитие таких нарушений, как синдром Дауна.
Однако механизм контроля времени биполяризации веретена относительно прикрепления микротрубочек к кинетохорам в ооцитах был мало изучен.
Эксперименты на мышах, проведённые Томоя Китадзимой из RIKEN и его коллегами, показали, что белок MPS1 играет ключевую роль в обеспечении того, чтобы биполяризация веретена происходила до прикрепления кинетохор к микротрубочкам.
Они обнаружили, что при ингибировании MPS1 биполяризация веретена часто задерживалась, что приводило к неправильным прикреплениям.
Это открытие добавляет новую функцию к уже известной роли MPS1 как активатора контрольной точки сборки веретена. «Результаты указывают на новую функцию MPS1 — способствование своевременной биполяризации веретена», — говорит Китадзима.
На основе этого открытия команда предложила двухэтапную модель сборки веретена в ооцитах:
- Кинетохоры сначала способствуют биполяризации веретена на стадии нестабильно прикреплённых микротрубочек.
- Затем они стабилизируют прикрепление микротрубочек в биполяризованном веретене.
Такой порядок снижает риск ошибок.
Если MPS1 играет аналогичную роль у человека, это открытие может найти применение в лечении бесплодия. «В человеческих ооцитах часто наблюдается задержка биполяризации веретена, что приводит к яйцеклеткам с аномальным числом хромосом — основной причине потери беременности и врождённых заболеваний», — отмечает Китадзима.
Функциональность MPS1 в человеческих ооцитах может стать ключом к прогнозированию и контролю качества ооцитов в технологиях вспомогательной репродукции.
Сейчас Китадзима исследует, можно ли использовать MPS1 для улучшения искусственных кинетохор, ранее разработанных его командой.