Эмбрионы быстро перерастают генетический "стартовый пакет" матери

Исследователи из Принстона выяснили, как развивающийся эмбрион переходит от использования материнских запасов к самостоятельному производству строительных блоков ДНК.

Ключевые открытия:

• Мать-муха предоставляет эмбриону не более половины необходимых для роста предшественников ДНК (дезоксинуклеотидов).
• После оплодотворения эмбрион дрозофилы всего за 2 часа вырастает из одной клетки в более чем 6000 клеток.
• Когда материнский запас истощается, эмбрион должен запустить собственное производство. Критическую роль в этом играет фермент рибонуклеотидредуктаза (RNR).
• Материнские предшественники ДНК подавляют активность RNR в эмбрионе. Только после их источения эмбрион может включить собственное производство.
• Когда ученые создали версию RNR, не подавляемую материнскими предшественниками, самостоятельное производство эмбриона взлетело в пять раз (что, однако, вызвало проблемы в развитии).

Методы и подтверждение:

• Уровни предшественников ДНК измеряли с помощью масс-спектрометрии.
• Эксперименты с фармакологическим и генетическим подавлением RNR показали, что без этого фермента развитие останавливается сразу после истощения материнского запаса.
• Данные литературы по млекопитающим, лягушкам и морским ежам подтвердили, что переход к самостоятельному синтезу ДНК — общая черта эмбриогенеза у животных.

Значение:

Исследование раскрывает фундаментальный механизм раннего развития. Понимание регуляции фермента RNR, который является мишенью для химиотерапии, может помочь в разработке новых лекарств. Работа также создает мощную модель на дрозофилах для изучения биохимии эмбриона.