Яйцеклітина ділиться не так, як інші клітини

 

У яйцеклітині перед заплідненням немає визначальної для мейозу структури – але тепер вчені з’ясували, що її заміняє. Якщо в інших клітинах організму безпомилковий поділ хромосом забезпечують так звані центросоми, то яйцеклітина використовує досі невідому структуру. Ця рідиноподібна система контролює локальну концентрацію протеїнів у клітинах – і в такий спосіб гарантує, що поділ клітин відбуватиметься згідно з планом.




Нещодавно виявлена структура (зелена) організує веретено (пурпурове) в яйцеклітині і гарантує, що хромосоми поділяться без помилок. Зображення: Chun So/ Max-Planck-Institut für Biophysikalische Chemie​.

 

Половина – від батька, половина – від матері: новому життю сперматозоїд і яйцеклітина передають по 50% генетичної інформації. Тож перед заплідненням яйцеклітина повинна вдвічі зменшити кількість своїх хромосом – і це відбувається в так званому мейозі. Лише якщо цей делікатний процес відбувається правильно, виникає можливість того, що розвинеться здоровий плід. Якщо в яйцеклітині залишається замало чи забагато хромосом, матері загрожуватиме викидень, а дитині – певні захворювання, зокрема сидром Дауна.

 

Особливість: під час мейозу яйцеклітина поводиться не так, як більшість клітин організму, бо у неї немає центросоми. Центросома – це центральна організація клітини, що складається з численних протеїнів, і зазвичай керує утворенням і функціонуванням так званого веретена поділу, що, своєю чергою, відповідає за правильний поділ хромосом. Як вдається яйцеклітинам контролювати це веретено без центросом?

 

Цю таємницю розгадали науковці на чолі з Чунь Со (Chun So) з Інституту біофізичної хімії імені Макса Планка з Геттінгені. «Яйцеклітини наділені багатьма протеїнами, що входять до складу центросом. Тож логічно, що перед нами постало питання, як ці протеїни взаємодіють в яйцеклітині», – пояснила колега Со Меліна Шу (Melina Schuh).

 

Дослідження на яйцеклітинах мишей та інших ссавців врешті привели вчених до цікавого спостереження: «Під мікроскопом ми з великим здивуванням помітили, що 19 білків разом утворювали незвичну структуру в ділянці веретена поділу. Вона нагадувала рідину, котра проникала до полюсів веретена та утворювала краплеподібні відростки, які виходили за його межі», – повідомила Шу.

 

Ця дотепер невідома структура наділена незвичними властивостями, засвідчив аналіз. На відміну від інших ділянок клітини, вона не відмежовується мембраною від середовища, натомість виникає в результаті поділу фаз. «Це можна порівняти з тим, як олія, що не змішується з водою, творить свою окрему фазу», – пояснив Со.

 

При цьому нововиявлена структура поводиться як рідина: «Окремі краплі можуть зливатися одна з одною, а протеїни, що містяться в ній, вільно рухаються». Науковці назвали структуру рідиноподібний домен веретена (liquid-like spindle domain, скорочено LISD або РІДВ). Чи в яйцеклітині вона переймає завдання центросоми, гарантуючи, що в клітині залишатиметься правильна кількість хромосом?

 

«Ми припускаємо, що РІДВ залучений до контролю над локальною концентрацією веретенових протеїнів. Він впливає на багато чинників у середовищі веретена поділу, – повідомила колега Со Б’янка Серес (Bianka Seres). – Так структура може гарантувати, що для утворення веретена буде надана правильна кількість протеїнів. У яйцеклітинах це важливо, бо вони особливо великі».

 

Чи це припущення істинне, науковці перевірили, руйнуючи структуру РІДВ різними методами. Результати таких порушень: зазвичай протеїни-складники цієї структури розподілялися по всій клітині – і в результаті веретено не могло утворюватися правильно. В більшості яйцеклітин це призводило до того, що хромосоми вже не розподілялися належно, повідомила команда вчених.

 

Нові свідчення допомагають зрозуміти, як яйцеклітини ссавців готуються до особливого моменту запліднення. «Вочевидь, для створення мейотичного веретена вони використовують ті ж протеїни, що й інші клітини, проте в яйцеклітині вони організовані зовсім інакше, – констатує Шу. – Цікаво дослідити, чи розлади РІДВ можуть наступати в результаті природних причин та чи призводять до жіночого безпліддя».

 

 

Daniela Albat

Eizellen teilen sich anders

Max-Planck-Institut für Biophysikalische Chemie, 1/07/2019

Зреферувала С. К.

03.07.2019