Исследование раскрывает новый механизм регуляции поли(А)-хвоста мРНК в ранних эмбрионах

Во время перехода от ооцита к эмбриону (OET) длина поли(А)-хвоста мРНК тесно связана с её трансляционной эффективностью. Регуляция поли(А)-хвоста критически важна для избирательного синтеза белков в ранних эмбрионах. Однако механизмы, определяющие и поддерживающие длину материнских мРНК, оставались неясными.

Совместное исследование, опубликованное в Nature Communications 2 января учёными из Института биофизики и Института генетики и биологии развития Китайской академии наук, раскрыло механизм защиты поли(А)-хвоста материнской мРНК в ранних эмбрионах.

Исследователи идентифицировали белки, ассоциированные с поли(А)-деаденилазным комплексом CCR4-NOT, и обнаружили новый фактор регуляции поли(А)-хвоста, названный MARTRE1, который селективно экспрессируется в 2-клеточноподобных клетках (2CLCs).

Клеточные и биохимические эксперименты in vitro показали, что MARTRE1 функционирует как ингибитор комплекса CCR4-NOT. Экспрессия MARTRE1 в клетках замедляла скорость укорочения поли(А)-хвоста и повышала стабильность мРНК.

Анализ гомологичных последовательностей показал, что Martre1 принадлежит к ранее малоизученному семейству генов, которое теперь обозначено как семейство генов Martre.

Создав модель мыши с полным нокаутом семейства генов Martre, исследователи наблюдали задержку раннего эмбрионального развития у таких мышей.

Комбинируя данные транскриптомики, транслятомики и секвенирования третьего поколения для измерения длины поли(А)-хвостов мРНК, учёные продемонстрировали, что белки MARTRE защищают длиннохвостые мРНК от избыточной деадениляции в ранних эмбрионах, обеспечивая эффективную трансляцию материнских мРНК.

Это исследование идентифицировало первый известный ингибитор комплекса CCR4-NOT на фазе OET у млекопитающих, предлагая новое понимание материнских контрольных механизмов, управляющих ранним эмбриональным развитием.

«Защищая транслируемые мРНК от деадениляции, ранний эмбрион может поддерживать эффективную трансляцию, используя ограниченный запас материнской мРНК. Это может быть универсальной стратегией регуляции трансляции материнских генов на ранних стадиях развития у разных видов», — сказал профессор Бинг Чжу.