在正確的時(shí)刻停了下來(lái):破譯減數(shù)分裂關(guān)鍵步驟的分子機(jī)制


  市場(chǎng)動(dòng)態(tài)     |      2022-10-13
摘要:來(lái)自康斯坦茨和巴黎的國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)破譯了控制卵細(xì)胞減數(shù)分裂關(guān)鍵步驟的分子機(jī)制
當(dāng)產(chǎn)生我們的生殖細(xì)胞——卵子和精子——時(shí),細(xì)胞分裂過(guò)程中需要一個(gè)特殊的特征:由于男性和女性的生殖細(xì)胞在受精過(guò)程中融合,我們的遺傳物質(zhì)的染色體組,通常是雙份的,必須首先減半。否則,染色體將在每次受精過(guò)程中翻倍,對(duì)胚胎造成嚴(yán)重后果。在生殖細(xì)胞中,這種特殊形式的細(xì)胞分裂被稱(chēng)為成熟分裂或減數(shù)分裂,它分兩個(gè)步驟進(jìn)行,減數(shù)分裂I和減數(shù)分裂II,在這兩個(gè)步驟中,染色體組按照特定的模式減半。
康斯坦茨大學(xué)(University of Konstanz)分子遺傳學(xué)教授托馬斯·梅爾(Thomas Mayer)解釋說(shuō):“在卵細(xì)胞的發(fā)育過(guò)程中,這一過(guò)程甚至比在精子中更復(fù)雜一點(diǎn),因?yàn)槌墒旆至驯仨毻V箖纱?一次在減數(shù)分裂I,一次在減數(shù)分裂II。”兩種逮捕都有不同的調(diào)控方式和不同的功能。第一種是讓新生的卵細(xì)胞生長(zhǎng)并吸收營(yíng)養(yǎng);在第二次捕集過(guò)程中,成熟的卵子等待受精。第二次停止就這樣阻止了胚胎從未受精卵發(fā)育而來(lái)。因此,這對(duì)我們的繁殖非常重要,適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)至關(guān)重要?!钡诙瓮V故侨绾慰刂频模貏e是如何防止它在第一次減數(shù)分裂中過(guò)早發(fā)生,直到現(xiàn)在還不清楚。
與巴黎索邦大學(xué)(Sorbonne Université)的同事一起,梅耶爾和他的團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在已經(jīng)成功地為這一課題提供了一些線(xiàn)索。隨著他們最近在《發(fā)育細(xì)胞》雜志上發(fā)表的文章,他們首次描述了兩種蛋白質(zhì)“Cyclin B3”和“Emi2”的相互作用以及它們對(duì)該過(guò)程時(shí)間表的影響。細(xì)胞周期蛋白B3只存在于卵細(xì)胞中,迄今為止尚未得到充分研究。另一方面,Emi2已經(jīng)被認(rèn)為直接導(dǎo)致了減數(shù)分裂II的停止:如果它的數(shù)量足夠多,成熟分裂就會(huì)停止。
兩種蛋白質(zhì)“Cyclin B3”和“Emi2”的相互作用以及它們對(duì)該過(guò)程時(shí)間表的影響
圖1 兩種蛋白質(zhì)“Cyclin B3”和“Emi2”的相互作用以及它們對(duì)該過(guò)程時(shí)間表的影響(圖源:[1])
利用青蛙和老鼠的卵細(xì)胞,研究人員現(xiàn)在已經(jīng)能夠證明,在第一次成熟分裂期間,Cyclin B3通過(guò)與另一種蛋白質(zhì)一起引起Emi2的降解,使其可用性保持在這個(gè)臨界閾值以下。這可以防止過(guò)早地發(fā)生停止。在減數(shù)分裂I結(jié)束時(shí),Cyclin B3自身降解。因此,在減數(shù)分裂II期間,如果沒(méi)有cyclin B3的存在,Emi2的可用性會(huì)增加,直到有足夠的數(shù)量在適當(dāng)?shù)臅r(shí)刻停止第二次成熟分裂。
利用青蛙和老鼠的卵細(xì)胞,已經(jīng)證明Cyclin B3通過(guò)與另一種蛋白質(zhì)一起引起Emi2的降解
圖2 利用青蛙和老鼠的卵細(xì)胞,已經(jīng)證明Cyclin B3通過(guò)與另一種蛋白質(zhì)一起引起Emi2的降解(圖源:[1])
正如研究人員在他們的實(shí)驗(yàn)中所證明的那樣,青蛙和老鼠的卵細(xì)胞中Cyclin B3的完全丟失會(huì)導(dǎo)致減數(shù)分裂I中emi2介導(dǎo)的過(guò)早停止?!扒嗤芎屠鲜笾g過(guò)程的相似性表明,這種對(duì)我們的繁殖非常重要的細(xì)胞周期蛋白B3的功能在脊椎動(dòng)物進(jìn)化的早期就出現(xiàn)了,從那以后就一直沒(méi)有改變?!盡ayer總結(jié)道。有Cyclin B3基因突變的婦女經(jīng)常會(huì)流產(chǎn),這一事實(shí)支持了這一假設(shè)。
參考資料:
[1] Cyclin B3 implements timely vertebrate oocyte arrest for fertilization.

 

摘要:來(lái)自康斯坦茨和巴黎的國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)破譯了控制卵細(xì)胞減數(shù)分裂關(guān)鍵步驟的分子機(jī)制
當(dāng)產(chǎn)生我們的生殖細(xì)胞——卵子和精子——時(shí),細(xì)胞分裂過(guò)程中需要一個(gè)特殊的特征:由于男性和女性的生殖細(xì)胞在受精過(guò)程中融合,我們的遺傳物質(zhì)的染色體組,通常是雙份的,必須首先減半。否則,染色體將在每次受精過(guò)程中翻倍,對(duì)胚胎造成嚴(yán)重后果。在生殖細(xì)胞中,這種特殊形式的細(xì)胞分裂被稱(chēng)為成熟分裂或減數(shù)分裂,它分兩個(gè)步驟進(jìn)行,減數(shù)分裂I和減數(shù)分裂II,在這兩個(gè)步驟中,染色體組按照特定的模式減半。
康斯坦茨大學(xué)(University of Konstanz)分子遺傳學(xué)教授托馬斯·梅爾(Thomas Mayer)解釋說(shuō):“在卵細(xì)胞的發(fā)育過(guò)程中,這一過(guò)程甚至比在精子中更復(fù)雜一點(diǎn),因?yàn)槌墒旆至驯仨毻V箖纱?一次在減數(shù)分裂I,一次在減數(shù)分裂II?!眱煞N逮捕都有不同的調(diào)控方式和不同的功能。第一種是讓新生的卵細(xì)胞生長(zhǎng)并吸收營(yíng)養(yǎng);在第二次捕集過(guò)程中,成熟的卵子等待受精。第二次停止就這樣阻止了胚胎從未受精卵發(fā)育而來(lái)。因此,這對(duì)我們的繁殖非常重要,適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)至關(guān)重要?!钡诙瓮V故侨绾慰刂频?,特別是如何防止它在第一次減數(shù)分裂中過(guò)早發(fā)生,直到現(xiàn)在還不清楚。
與巴黎索邦大學(xué)(Sorbonne Université)的同事一起,梅耶爾和他的團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在已經(jīng)成功地為這一課題提供了一些線(xiàn)索。隨著他們最近在《發(fā)育細(xì)胞》雜志上發(fā)表的文章,他們首次描述了兩種蛋白質(zhì)“Cyclin B3”和“Emi2”的相互作用以及它們對(duì)該過(guò)程時(shí)間表的影響。細(xì)胞周期蛋白B3只存在于卵細(xì)胞中,迄今為止尚未得到充分研究。另一方面,Emi2已經(jīng)被認(rèn)為直接導(dǎo)致了減數(shù)分裂II的停止:如果它的數(shù)量足夠多,成熟分裂就會(huì)停止。
兩種蛋白質(zhì)“Cyclin B3”和“Emi2”的相互作用以及它們對(duì)該過(guò)程時(shí)間表的影響
圖1 兩種蛋白質(zhì)“Cyclin B3”和“Emi2”的相互作用以及它們對(duì)該過(guò)程時(shí)間表的影響(圖源:[1])
利用青蛙和老鼠的卵細(xì)胞,研究人員現(xiàn)在已經(jīng)能夠證明,在第一次成熟分裂期間,Cyclin B3通過(guò)與另一種蛋白質(zhì)一起引起Emi2的降解,使其可用性保持在這個(gè)臨界閾值以下。這可以防止過(guò)早地發(fā)生停止。在減數(shù)分裂I結(jié)束時(shí),Cyclin B3自身降解。因此,在減數(shù)分裂II期間,如果沒(méi)有cyclin B3的存在,Emi2的可用性會(huì)增加,直到有足夠的數(shù)量在適當(dāng)?shù)臅r(shí)刻停止第二次成熟分裂。
利用青蛙和老鼠的卵細(xì)胞,已經(jīng)證明Cyclin B3通過(guò)與另一種蛋白質(zhì)一起引起Emi2的降解
圖2 利用青蛙和老鼠的卵細(xì)胞,已經(jīng)證明Cyclin B3通過(guò)與另一種蛋白質(zhì)一起引起Emi2的降解(圖源:[1])
正如研究人員在他們的實(shí)驗(yàn)中所證明的那樣,青蛙和老鼠的卵細(xì)胞中Cyclin B3的完全丟失會(huì)導(dǎo)致減數(shù)分裂I中emi2介導(dǎo)的過(guò)早停止?!扒嗤芎屠鲜笾g過(guò)程的相似性表明,這種對(duì)我們的繁殖非常重要的細(xì)胞周期蛋白B3的功能在脊椎動(dòng)物進(jìn)化的早期就出現(xiàn)了,從那以后就一直沒(méi)有改變。”Mayer總結(jié)道。有Cyclin B3基因突變的婦女經(jīng)常會(huì)流產(chǎn),這一事實(shí)支持了這一假設(shè)。
參考資料:
[1] Cyclin B3 implements timely vertebrate oocyte arrest for fertilization.