Ядра двухклеточных эмбрионов мыши становятся мягкими: LC3 убирает ламин B1, и запускается активация генов
Авторы показали, что ядра двухклеточных эмбрионов мыши становятся очень деформируемыми, а их искусственное ужесточение нарушает активацию генов зиготы и развитие.
В статье в Nature, доступной по doi.org, описано физическое изменение ядра раннего эмбриона мыши. Авторы, как указано, из Университета Кюсю и Национального института генетики Японии (руководитель — Кэй Миямото), сообщают, что на двухклеточной стадии ядра становятся очень мягкими и пластичными. Это состояние совпадает с главной активацией генов зиготы (ZGA) — всплеском образования новых транскриптов в середине и конце двухклеточной стадии. nature.com
doi.orgnature.comОткрыть источник ↗
Как измеряли мягкость ядра
Чтобы оценить механику, не повреждая клетку, авторы применили прямой захват органеллы нанокапилляром. Эмбрион удерживают пипеткой, а нанокапилляр с регулируемым давлением захватывает и растягивает ядро, позволяя измерить его упругость и жёсткость.
Трёхмерная съёмка с H2B–mCherry показала, что на одно- и четырёхклеточной стадиях ядра в основном сферические, а на двухклеточной деформированы неравномерно. По покадровой съёмке с интервалом 1 ч в течение около 52 ч деформация начиналась примерно через 21 ч после инсеминации, достигала максимума к 24–26 ч и спадала к 32–36 ч.
Ламин B1, LC3 и активация генов
По мнению авторов, деформируемость объясняется быстрым удалением ламина B1 из ядерной оболочки аутофагическим фактором LC3. Когда ламин B1 удерживали или создавали его избыток, ядра ужесточались, гены зиготы активировались лишь частично, а развитие нарушалось. Эмбрионы, сохранявшие деформируемость ядер, избегали этого транскрипционного нарушения. nature.com
doi.orgnature.comОткрыть источник ↗
Микроскопия высокого разрешения и последовательная трёхмерная флуоресцентная гибридизация in situ показали накопление активной РНК-полимеразы II возле деформируемой ядерной оболочки и согласованное положение ключевых геномных локусов. Сконструированная молекулярная связка, ужесточающая ядра, ограничивала эти процессы и подавляла экспрессию ключевых генов ZGA.
Работа выполнена на эмбрионах мыши. Авторы заключают, что в начале жизни эмбрионы приобретают особое физическое состояние ядра, которое поддерживает запуск программы транскрипции зиготы.
