Naukowcy odkrywają jedyny w swoim rodzaju układ podziału komórek jajowych
Badacze z Europejskiego Laboratorium Biologii Molekularnej (EMBL) odkryli, w jaki sposób funkcjonuje mechanizm molekularny, który wpływa na podział komórek w rozwoju komórek jajowych. W publikacji na łamach sierpniowego wydania czasopisma "Cell" naukowcy podają nowe informacje na temat procesu zachodzącego u myszy, które mogą rzucić nowe światło na nieprawidłowości występujące w rozwoju komórek jajowych u ludzi. Pierwszym etapem rozwoju komórki jajowej jest podział komórki prekursorowej, czyli oocytu. W odróżnieniu od pozostałych komórek organizmu oocyt nie dzieli się na równe części w celu wytworzenia dwóch identycznych komórek potomnych. Zamiast tego oocyt przechodzi podział redukcyjny, który powoduje zmniejszenie jego materiału genetycznego o połowę w celu wygenerowania pojedynczej komórki jajowej posiadającej 23 chromosomy zamiast typowej dla ludzi liczby 46 chromosomów. Jest niezwykle istotne, aby komórka jajowa posiadała połowę normalnego kompletu chromosomów, ponieważ druga połowa wprowadzana jest przez plemnik podczas zapłodnienia. Mechanizm molekularny zapewniający, że ostatecznie komórka jajowa posiada prawidłową liczbę chromosomów, to dwubiegunowe wrzeciono składające się z włókien białkowych, zwanych mikrotubulami, które są częścią "szkieletu" komórki. Mikrotubule wrzeciona przyczepiają się do chromosomów, rozdzielają je, a połowę z nich wyciągają z oocytu do niewielkiego ciała biegunowego, które później jest usuwane. - Wrzeciona złożone z mikrotubul występują we wszystkich komórkach ulegających podziałowi. Rzecz szczególna, która występuje w przypadku oocytów, polega na tym, iż nie posiadają one specjalnych organelli formujących wrzeciono, zwanych centrosomami - mówi Jan Ellenberg, koordynator jednostki ds. ekspresji genów w EMBL. - Wszystkie pozostałe komórki zawierają dwa centrosomy, z których biorą początek mikrotubule. Centrosomy z góry określają dwubiegunową strukturę wrzeciona, która ma zasadnicze znaczenie dla "wyciśnięcia" dokładnie połowy chromosomów na zewnątrz komórki jajowej. Przez dłuższy czas nie rozumieliśmy, w jaki sposób oocyty ssaków mogą doprowadzać do uformowania dwubiegunowego wrzeciona nie mając tego rodzaju centrosomów. Śledząc formowanie się wrzeciona w oocytach żywej myszy, przy pomocy mikroskopu wysokiej rozdzielczości, z czasem naukowcy stwierdzili, że brakujące centrosomy są zastępowane przez elastyczny system licznych małych centrów organizacji mikrotubul (microtubule organising centres - MTOC) w oocytach. Podobnie jak centrosomy, MTOC służą jako swoiste platformy, z których wyrastają mikrotubule, natomiast nie są strukturami trwałymi. MTOC powstają dopiero wówczas, gdy bliski jest moment rozpoczęcia podziału i gromadzą się w środku komórki. Około 80 pojedynczych MTOC zaczyna tam intensywnie na siebie oddziaływać, na przemian się przyciągając i odpychając. Ostatecznie prowadzi to do samoistnego powstania wrzeciona o dwóch biegunach, w których wszystkie chromosomy są dokładnie ustawione w celu dokonania kolejnej eliminacji chromosomów. - Formowanie wrzeciona z tak licznych ośrodków trwa bardzo długo i wymaga dużej koordynacji w przestrzeni i w czasie - mówi Melina Schuh, która przeprowadzała badanie w laboratorium dr. Ellenberga. - Jeżeli wrzeciono nie dokona dokładnego rozdzielenia chromosomów, prowadzi to do chorób takich jak zespół Downa czy bezpłodność. Dlatego jest bardzo ważne, że obecnie wiemy, w jaki sposób przebiega ten decydujący podział u progu życia.