Když se DNA maminky a táty neshoduje, embryo najde cestu

Když spermie splní vejce, musí se hodně jít na to, aby se embryo vyvinulo v kompletní organismus. Jedním z kritických kroků včasného vývoje je reorganizace rodičovské DNA za vzniku nového sjednoceného genomu, než embryo může podstoupit své první dělení buněk.

Vědci již dlouho vědí, že spermie a vejce sbalují svou DNA jinak. Předpokládalo se však, že jejich centromery – speciální oblasti každého chromozomu, které se chovají jako úchyty, aby se DNA rozdělily během dělení buněk—Po bylo v podstatě stejné. Tento předpoklad spočíval na přítomnosti Centromere Protein A nebo CENPA, jedinečný histonový protein, který označuje centromery a zachovává jejich identitu v každém dělení buněk a napříč generacemi.

Protože CENPA působí jako molekulární značka, zachovává tato místa jako „nevymažou“ oblasti genomu, byly centromery považovány za funkčně nerozeznatelné mezi mateřským a mateřským a mateřským a otcovské chromozomy.

Nový výzkum UM ukazuje jinak. Tým z laboratoře Sue Hammoud, Ph.D. z oddělení lidské genetiky a porodnictví a gynekologie zjistil, že spermie označují tyto regiony pouze zlomkem CENPA přítomné na DNA ve vajíčkách.

„Pokud zůstane neopravena, může tato nerovnováha kompromitovat chromozomová segregaceZvyšování rizika chromozomálních chyb známých jako aneuploidie, které jsou hlavní příčinou potratu nebo vývojových poruch, jako je Downův syndrom, “uvedla Catherine Tower, kandidátka Ph.D. a autorka studie.

„Tato pozorování vyvolala jednoduchou otázku: Jak embrya opravují tento nesoulad před první divizí?“ řekla Emily Ferrel, MD, autorka studie.

Abychom to zjistili, vědci sledovali mateřskou a otcovskou CENPA v myši embryu generovaném in vitro oplodněním.

To, co viděli, je překvapilo. Druhý protein, CENPC, se přednostně nashromáždil na otcových chromozomech, působící jako náborář. Natáhl další CENPA – uložen v cytoplazmě vajec – do otcovských centromerů, dokud nebylo vyrovnáno množství CENPA.

„To naznačuje, že mateřské a otcovské chromozomy musí vyrovnat svou centromerickou sílu dříve, než dojde k buněčnému dělení,“ řekla spoluautorka Dilara Anbarci, Ph.D.

Tato asymetrie v hladinách CENPA není zvláštností myší, ale je také přítomna u lidí, poznamenává Hammoud.

Navíc se zdálo, že tyto úrovně jsou velmi variabilní napříč jednotlivými vejci a napříč jednotlivci.

„To by mohlo pomoci vysvětlit, proč se některá embrya ve vývoji stávají, zatímco jiní postupují,“ řekl Hammoud.

„Poukazuje také na nové možnosti budoucích terapií, možná zejména v případech, kdy ženské vejce mohou nést neobvykle nízkou úroveň CENPA,“ dodal Anbarci.