WHY DO OOCYTES NEED TRANSCRIPTS OF DIFFERENTIATION GENES?

Abstract

Full Text

В исследованиях, нацеленных на изучение доли генома, которая участвует в развитии, было показано, что большая часть генетической информации у многоклеточных животных реализуется в оогенезе и раннем эмбриогенезе [1]. В этот период геном билатеральных животных транскрибируется чуть менее, чем полностью. Среди материнских транскриптов млекопитающих обнаруживаются иРНК генов, которые контролируют развитие, в том числе матрицы эволюционно-консервативных генов из класса ANTP (Hox- и ParaHox-гены) [2]. Парадокс заключается в том, что на уровне зиготическо-го генома Hox-гены активируются поздно. Их транскрипция в эмбриональных стволовых клетках «поставлена на паузу» за счёт амбивалентных эпигенетических меток на хроматине Hox-локусов [3]. Поскольку Hox-гены управляют дифференцировкой клеток и спецификацией клеточных территорий вдоль основной оси тела, их активация несовместима с тотипотентным и плюрипотентным состоянием. Ранняя функция этих генов в ооцитах и дробящихся эмбрионах должна сильно отличаться от поздней. У млекопитающих найдены материнские иРНК нескольких Hox-генов и, по меньшей мере, один материнский Hox-белок (HoxB9) [4]. Белок HoxB9 имеет сложный динамический паттерн в экстраэмбриональных тканях и можно предположить, что Hox-гены млекопитающих кооптированы в программу до-гаструляционного этапа развития. Мы исследуем работу генов Hox-кластера у морской аннелиды Platynereis dumerilii. Методом RT-PCR на кДНК, полученной из неоплодотворённых ооци-тов, мы обнаружили материнские РНК всех Hox-генов червя. В одном из экспериментов мы использовали для реверсии прямые и обратные геноспецифичные праймеры к последовательности PduHox4 и выявили как смысловой, так и антисмысловой транскрипты. Мы предполагаем, что ранняя криптическая функция Hox-генов может быть связана с настройкой работы зиготического генома и не ограничивается эмбриогенезом млекопитающих. Значительный эволюционный возраст этого феномена переносит фокус загадки на билатеральных животных в целом.