分子鬧鐘喚醒休息的胚珠
在生殖生命開始時,卵巢平均含有數(shù)千個處于靜止狀態(tài)的未成熟胚珠,可持續(xù)數(shù)十年。但每個靜息胚珠怎么知道是時候準備排卵了?在最新一期Nature Communications上發(fā)表的一項研究中,位于葡萄牙阿爾加維大學(葡萄牙大學)和美國奧爾巴尼大學的Gulbenkian de Ciencia研究所(IGC;葡萄牙)的研究人員在果蠅中發(fā)現(xiàn)了一種分子“鬧鐘” “這是告訴休息的胚珠什么時候是醒來的正確時間。這個鬧鐘的缺陷導致女性生育問題。
在休息期間,胚珠會關(guān)閉它們的基因,進入幾乎處于冬眠狀態(tài)。當他們醒來時,他們需要重新開啟他們的基因,這樣他們才能成長并準備好排卵。來自阿爾加維大學生物醫(yī)學研究中心和奧爾巴尼大學Prashanth Rangan的Rui Martinho領(lǐng)導的研究小組發(fā)現(xiàn),重新開啟基因的時機直接編入染色體胚珠 為了揭示這種機制,研究小組在果蠅中進行了一系列遺傳實驗(果蠅(Drosophila melanogaster))。本研究的第一位合著者,IGC的研究員Paulo Navarro-Costa解釋說:“與人類相似,果蠅胚珠在減數(shù)分裂過程中也有一個休眠期 - 這是形成健康生殖細胞所需的特化細胞分裂。因此,這種有機體可以幫助我們準確理解胚珠在正確的時間如何能夠轉(zhuǎn)回其基因,這是迄今為止的生物學謎。
研究小組的研究結(jié)果顯示胚珠在減數(shù)分裂過程中使用類似于分子“鬧鐘”的過程跟蹤時間。Rui Martinho闡明了這一機制:“當胚珠開始形成時,一種名為dKDM5的蛋白質(zhì)??以一種只能在正確的時間激活它們的基因的方式修飾染色體。如果這個鬧鐘設(shè)置不正確,例如由于缺陷dKDM5蛋白,雌性變得不育,因為它們的胚珠不能完成減數(shù)分裂。“
這種新型分子鬧鐘的一個出乎意料的特性就是它被設(shè)定在胚珠形成的早期階段,早在細胞需要被喚醒之前。“這些結(jié)果說明了女性生育能力對胚珠的早期生命有多重要。例如,在人類的情況下,胚胎形成的早期階段發(fā)生在女性出生之前,而她們?nèi)栽谀赣H的子宮中。因此,開發(fā)期對于未來健康生殖細胞的形成至關(guān)重要,“Paulo Navarro-Costa說。
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