Круглые черви защищают яйцеклетки от ошибок деления с помощью резервного механизма

Для успешного размножения яйцеклетка должна делиться идеально. Однако деления яйцеклеток настолько подвержены ошибкам, что являются основной причиной выкидышей и врожденных дефектов у людей.

Исследователи из Северо-Западного университета обнаружили ранее неизвестный механизм у круглых червей, который защищает их яйцеклетки от ошибок деления. Понимание этого скрытого механизма может в конечном итоге привести к новым стратегиям борьбы с бесплодием у людей.

«До нашей работы считалось, что определенные белки необходимы для деления клеток. Однако, когда мы удалили эти белки, мы с удивлением обнаружили ранее скрытый "резервный" механизм, который смог включиться, когда основные белки отсутствовали», — говорит ведущий автор исследования Сади Уигналл.

Исследование опубликовано 29 марта в журнале eLife.

Проблема деления яйцеклеток

В то время как другие клетки человеческого тела делятся правильно более чем в 99% случаев, яйцеклетки загадочным образом склонны к ошибкам. Примерно в 10–25% случаев яйцеклетки делятся неправильно, что приводит к попаданию в эмбрион неправильного количества генетического материала.

Роль веретена деления

Чтобы понять причину ошибок, Уигналл изучает веретено деления — структуру в форме мяча для американского футбола, которая организует генетический материал перед делением яйцеклетки. Веретено состоит из длинных нитевидных структур — микротрубочек. Двигательные белки, перемещаясь по микротрубочкам, как ногами, упорядочивают их в структуру веретена.

Открытие резервного механизма

Ранее считалось, что за эту задачу в основном отвечают два двигательных белка: динеин и кинезин-12. Когда аспирант Габриэль Кавин-Меса удалил оба белка из яйцеклеток круглых червей C. elegans, веретено деления разрушилось, но затем снова восстановилось.

Выяснилось, что в отсутствие динеина и кинезина-12 другой двигательный белок, кинезин-5, вышел из «укрытия» и выполнил свою резервную функцию. Этот ранее неизвестный механизм восстановил структуру веретена, позволив хромосомам правильно разделиться.

Значение для человека

Все компоненты, изученные в работе, также присутствуют в человеческих яйцеклетках, а веретена деления формируются и выглядят у людей аналогично. Исследователи полагают, что у людей может существовать подобный резервный механизм, что открывает новые пути для изучения причин бесплодия.