Время — это все: исследователи описывают генетический часовой механизм в развитии половых клеток.

Для размножения C. elegans должна производить гаметы, то есть мужскую сперму и женские яйца. Они развиваются из недифференцированных делящихся стволовых клеток. «Функциональные половые клетки особенные, потому что они не содержат двойной набор хромосом и больше не способны делиться», — говорит профессор Кристиан Р. Экманн, генетик развития и профессор Гейзенберга из MLU. Для получения гамет необходимо параллельно секвенировать самые разные программы: «С одной стороны, генетический материал исходных клеток должен быть уменьшен вдвое в процессе деления клеток.

С другой стороны, должно произойти половое дифференцирование на мужчин и женщин. «Для реализации этих процессов требуется обширная внутриклеточная реструктуризация, которая должна безупречно взаимодействовать, чтобы клетки могли успешно развиваться», — продолжает Экманн. Сложный часовой механизм со множеством взаимосвязанных шестерен дает некоторое представление об уровне сложности последовательности.Эти процессы контролируются РНК-связывающими белками.

Вне ядра, в цитоплазме, эти белки регулируют избирательную активацию генов. Чтобы половая клетка могла развиться из стволовой клетки, необходимо уничтожить два специфических РНК-связывающих белка, чтобы реорганизовать генетическую программу клетки. Как, когда и почему дается сигнал об этом переключении развития, ранее было неясно.

Исследователи из Галле выяснили, что уже знакомый путь передачи сигналов киназы MAP играет центральную роль. Экманн резюмирует процесс следующим образом: «Через этот молекулярный путь инициируется каскад деградации белка, в конце которого два целевых белка CPB-3 и GLD-1 распознаются, инактивируются и разрушаются».Генетики из MLU смогли продемонстрировать, что этот процесс уже действует на очень ранней стадии мейоза и во времени соответствует началу половой дифференциации женских половых клеток.

Таким образом, процессы оптимально скоординированы. По словам Экманна, «особенность этих процессов заключается в том, что они включают известные молекулы с очень длинной историей эволюции, которые ранее привлекали внимание как супрессоры образования опухолей в контексте нормального деления клеток. У C. elegans эти молекулы чередовались в инновационный путь.

Процессы были адаптированы и координированы во времени, чтобы способствовать оптимизированному и быстрому производству зародышевых клеток ». Эти выводы исследовательской группы MLU по генетике развития предполагают, что та же генетическая программа может работать и в половых клетках других, более сложных организмов, хотя и в более сжатой форме.


Портал обо всем