В большинстве случаев перерыв - не самый эффективный способ выполнить работу. Но в исследовании, опубликованном на этой неделе в iScience, исследователи из японского Университета Цукубы обнаружили регуляторный путь, управляющий первым из двух разрывов, которые необходимы для правильного развития зародышевых клеток у модельных видов Drosophila melanogaster..
Зародышевые клетки формируют зрелые клетки (гаметы), необходимые для полового размножения - сперматозоиды и яйцеклетки. Во время цикла зародышевых клеток у дрозофилы первичные зародышевые клетки, называемые полюсными клетками, мигрируют через развивающийся эмбрион в гонады, где они созревают в гаметы. Интересно, что клеточный цикл приостанавливается в течение этого периода миграции.
Предыдущие исследования показали, что на самом деле в цикле зародышевых клеток дрозофилы есть два периода покоя или покоя, которые, по-видимому, необходимы для созревания полюсных клеток и, в конечном итоге, для фертильности. Однако, в то время как путь, регулирующий второй из этих циклов отдыха, был охарактеризован, первый путь, по-видимому, регулируется независимо посредством пока неизвестного механизма..
«Исследования показали, что во вновь образованных полюсных клетках отсутствуют ядрышки, в то время как в соматических клетках ядрышки видны в тот же момент времени», - говорит ведущий автор исследования доктор Шумпей Морита. «Это привело нас к изучению факторов, влияющих на формирование ядрышка, в частности, пептида Pgc, кодируемого pgc».
Конечно же, исследователи обнаружили, что Pgc подавляет образование ядрышка в полюсных клетках и ингибирует экспрессию микроРНК miR-10404, которая кодируется в области организатора ядрышка хромосомы.микроРНК разрушают специфическую матричную РНК-мишень, предотвращая экспрессию белка. Изучая уровни матричной РНК в мутантных клетках pgc по сравнению с нормальными полюсными клетками, исследователи смогли точно определить мишень miR-10404.
«Наши результаты показали, что миР-10404 разрушает информационную РНК dap в полюсных клетках», - объясняет старший автор профессор Сатору Кобаяши. «Dap является ингибитором Cdk, который блокирует развитие клеточного цикла. Таким образом, в нормальных полюсных клетках Pgc-зависимое подавление экспрессии miR-10404 предотвращает деградацию матричной РНК dap, что приводит к накоплению Dap и ингибированию развития клеточного цикла».
Когда исследователи искусственно увеличили клеточные уровни miR-10404 и CycB, которые ингибируют первый и второй зародышевый покой, полюсные клетки не смогли мигрировать в гонады и были элиминированы в полученных эмбрионах. Это наблюдение подтвердило, что два периода покоя необходимы для развития зародышевой линии дрозофилы.
Профессор Кобаяши говорит: «Учитывая широкое распространение периода покоя клеточного цикла у животных, наши результаты помогут нам лучше понять механизм и значение этих периодов покоя во время развития зародышевой линии».