Запасенные мРнк

Данные о том, что ооцит контролирует раннее развитие благодаря запасенной им мРНК, были впервые получены двумя группами исследователей (Brachet et al., 1963; Denny, Tyler, 1964). Результаты этих исследований показали, что энуклеированные и активированные части яйцеклеток морского ежа содержат РНК и могут синтезировать белки со скоростью, сравнимой со скоростью синтеза в нормально оплодотворенных яйцах. В энуклеированных ооцитах транскрипции происходить не может, следовательно, для синтеза белков в них должна использоваться запасенная мРНК. Было показано, что прирост в белковом синтезе не может быть обусловлен транскрипцией митохондриальной ДНК ооцита (Craig, Piatigorsky, 1971). Представляется, что ооцит создал запас мРНК, которые не транслируются до оплодотворения.

Мягкие способы энуклеации стали возможны, когда было открыто, что антибиотик актиномицин D ингибирует синтез РНК, и транскрипция может быть выключена путем помещения свежеоплодотворенной яйцеклетки в раствор этого антибиотика. Когда ооциты морского ежа обрабатывали актиномицином D в концентрации, достаточной для

Гилберт с. Биология развития: в 3-х т. Т. 2: Пер. С англ. – м.: Мир, 1994. – 235 с.

208_______________ ГЛАВА 14________________________________________________________________________

Рис. 14.12. Влияние ингибиторов синтеза белка на развитие морского ежа Lytechinus. А. Контрольная личинка на стадии плутеуса. Б. Развитие прекращается на стадии бластулы, если транскрипция новых мРНК подавлена актиномицином D. В. Развитие прекращается на стадии одной клетки, если трансляция новых белков подавляется эметином или циклогексимидом

подавления синтеза РНК в ней на 94%, зародыши в своем развитии все еще достигали стадии бластулы (рис. 14.12. Б) (Gross, Cousineau, 1964). То, что это развитие зависит от запасенных мРНК, а не от предварительно синтезированных белков, было показано с помощью обработки оплодотворенных ооцитов эметином или циклогексимидом. Эти антибиотики ингибируют трансляцию, и зародыши, оплодотворенные в присутствии этих ингибиторов, не могут развиваться вовсе (рис. 14.12. В).

В ряде исследований был продемонстрирован всплеск белкового синтеза вскоре после оплодотворения. Результаты экспериментов Гросса и его коллег с использованием актиномицина D показали, что в химически энуклеированных зародышах синтез белка после оплодотворения увеличивается точно так же, как в контрольных (рис. 14.13). Однако спустя 6-10 ч в обработанных зародышах наблюдается спад белкового синтеза и второй всплеск белкового синтеза на стадии бластулы у них не происходит. Молекулы мРНК для этого второго подъема синтеза белка транскрибируются в ядре. Таким образом, зародыши, обработанные актиномицином D, могут развиваться вплоть до выклева на стадии бластулы, а далее развитие останавливается. Следовательно, запасенных мРНК ооцита

А

Рис. 14.13. Синтез белка у зародышей морского ежа Arbacia punctulata, оплодотворенных в присутствии или в отсутствие актиномицина D. В течение первых нескольких часов сколько-нибудь существенного различия в скоростях синтеза новых белков не наблюдается. Всплеск синтеза новых белков, который начинается на стадии средней бластулы, связан с трансляцией новосинтезированных мРНК и не наблюдается у зародышей, развивающихся в присутствии актиномицина D. (По Gross, Cousineau, 1964.)