Мышам для безошибочного деления ооцитов нужны кинетохоры, богатые сшивателем микротрубочек

Исследователи RIKEN обнаружили, что для безошибочного деления ооцитов мышей — предшественников яйцеклеток — необходимы кинетохоры, богатые специфическим сшивателем микротрубочек Prc1. Это открытие может объяснить, почему деление человеческих ооцитов часто приводит к ошибкам, и помочь в разработке методов предотвращения выкидышей и врожденных заболеваний.

Ооциты человека более подвержены ошибкам при расхождении генетического материала по сравнению с ооцитами других млекопитающих. Эти ошибки могут приводить к выкидышам и врожденным заболеваниям, таким как синдром Дауна.

При делении клетка формирует веретено — микротрубочковый аппарат для разделения генетического материала. Однако ооциты уникальны тем, что их веретена лишены центросом — главных организаторов микротрубочек в клетке. Следовательно, ооциты должны использовать другой механизм сборки веретена, но о нём известно мало.

Томоя Китадзима из Центра динамических исследований биосистем RIKEN и его коллеги обнаружили, что для безошибочного формирования веретена при делении ооцитов мышам необходимы кинетохоры (главные точки прикрепления микротрубочек веретена), богатые сшивателем микротрубочек Prc1.

Используя свой опыт высокоразрешающей визуализации динамики хромосом в живых ооцитах мыши, исследователи тщательно количественно оценили биполярность веретена в трёх измерениях. Они обнаружили, что хотя в ооцитах без функциональных кинетохор полимеризуются микротрубочки, они не формируют веретено. Также учёные выяснили, что кинетохоры рекрутируют Prc1, который связывает микротрубочки и, таким образом, необходим для эффективной сборки веретена.

Важно, что команда обнаружила: кинетохоры человека не богаты Prc1. Это различие между ооцитами мыши и человека может объяснить, почему деление ооцитов у человека более подвержено ошибкам, чем у мышей.

«Это открытие даёт ключевое понимание того, почему женский мейоз у человека подвержен ошибкам, — говорит Китадзима. — Неудача в сборке веретена — отличительная черта ооцитов с ошибками в расхождении хромосом, что, в свою очередь, приводит к появлению яйцеклеток с аномальным числом хромосом. Это основная причина потери беременности и врождённых заболеваний, а значит, критическая проблема для репродуктивного здоровья».

Результат стал неожиданностью: «Мы никогда не подозревали о существовании специфичного для женского мейоза белка кинетохор», — отмечает Китадзима.

Сейчас исследователи изучают молекулярные механизмы того, как богатые Prc1 кинетохоры сортируют микротрубочки для сборки веретена. Они также будут искать молекулы, усиливающие рекрутирование Prc1 к кинетохорам у мышей.