L'étude montre le rôle indispensable pour le gène maternellement hérité à l'étude le développement embryonnaire

Une étude neuve indique un rôle essentiel pour un gène maternellement hérité à l'étude le développement embryonnaire. L'étude a constaté que les zebrafish qui n'ont pas hérité des directives génétiques spécifiques de maman ont développé des défectuosités fatales plus tôt à l'étude, même si les poissons pourraient effectuer leur propre version du gène. L'étude par des chercheurs à l'Université de Princeton était le 15 novembre publié dans l'eLife de tourillon.

Quand les animaux femelles forment des cellules d'oeufs à l'intérieur de leurs ovaires, ils déposent le messager RNAs (ARNm) - une sorte de jeu d'instructions génétique - dans le cytoplasme cellulaire d'oeufs. Après fécondation, ces ARNm maternellement fournis peuvent être traduits en protéines exigées pour les stades précoces du développement embryonnaire, avant l'embryon peut produire des ARNm et des protéines de ses propres moyens.

Il y a plus de trente ans, les chercheurs ont découvert que des ARNm codant une protéine Vg1 appelé sont déposés dans le cytoplasme des oeufs de grenouille. « vg1 est célèbre pour être l'un des ARNm maternels d'abord identifiés, » a dit Rebecca Burdine, professeur agrégé de biologie moléculaire chez Princeton. « Une quantité de papiers ont été écrits sur la façon dont ce l'ARN est localisé et réglé, mais il n'était jamais clair ce que la protéine Vg1 fait réellement dans l'embryon se développant. »

Dans l'étude, Burdine et deux étudiants de troisième cycle Jose Pelliccia et Granton Jindal ont employé la retouche du gène CRISPR/Cas9 pour retirer Vg1, connu sous le nom de Gdf3 dans les zebrafish. Embryons qui ne pourraient produire aucun Gdf3 de leurs propres moyens--mais reçu une partie saine du gdf3 ARNm de leurs mères--développé parfaitement normalement. Mais les embryons qui n'ont pas reçu gdf3 maternel ARNm ont montré des défectuosités importantes dès l'abord dans leur développement, mourant juste trois jours après fécondation.

« Si gdf3 n'est pas fourni à l'oeuf par la mère, l'oeuf fécondé ne peut pas produire deux des trois types principaux de cellules exigées pour le développement, » Burdine a dit. « Les embryons manquent de tous les [des types de cellules connus sous le nom de] mesoderm et endoderme et sont partis avec la peau et un certain tissu neural, [qui dérivent du troisième type principal de cellules, les ectoderm]. »

Vg1/Gdf3 est un membre de la famille de TGF-bêta des molécules de cellule-signalisation. Deux autres membres de ces famille, Ndr1 et Ndr2, sont requis de former le mesoderm et l'endoderme tôt dans le développement de zebrafish. Embryons manquant du regard gdf3 maternellement fourni très assimilé aux embryons manquant de chacun des deux protéines, qui sont analogues aux 1 et 2 protéines nodales dans les mammifères.

Les chercheurs ont constaté que gdf3 maternel est exigé pour que Ndr1 et Ndr2 signale aux niveaux nécessaires pour induire correctement la formation des cellules mesoderm et d'endoderme dans les embryons tôt de zebrafish. Faute de signalisation gdf3, Ndr1 et Ndr2 est spectaculaire réduit et le développement embryonnaire va de travers.

La signalisation nodale est également exigée plus tard dans le développement de zebrafish quand elle aide à déterminer des différences entre les côtés gauches et droits de l'embryon se développant. Elle fait ceci, en partie, en dirigeant la formation d'un organe connu sous le nom de vésicule de Kupffer, dont les aides asymétriques de forme déterminent les côtés gauches et droits de l'embryon. Par la suite, la signalisation nodale induit l'expression d'une troisième protéine nodale, gaucher appelé, dans un groupe de cellules mesoderm du côté gauche de l'embryon.

Pour vérifier si gdf3 maternellement fourni ARNm joue également un rôle en modelant de gauche à droite, les chercheurs avaient l'habitude une suite de tours expérimentaux pour fournir des embryons assez de protéine Gdf3 pour former le mesoderm et l'endoderme et pour survivre jusqu'aux stades avancés du développement embryonnaire.

Comme prévu, ces embryons ont montré des défectuosités en modelant de gauche à droite. Les vésicules de leur Kupffer étaient anormalement symétriques dans la forme, et l'expression gauchère était grand réduite, proposant que gdf3 soit également exigé pour la signalisation nodale optimale pendant les stades avancés du développement embryonnaire. À ce stade, cependant, gdf3 embryonnaire semble être capable de réaliser la fonction si gdf3 maternellement fourni est absent.

Nodal et les protéines Vg1 sont connus pour gripper entre eux dans l'autre substance. « Ainsi, nous présumons que les cartels Gdf3 avec Ndr1 et Ndr2 pour faciliter la signalisation nodale pendant le développement de zebrafish, agissant en tant que facteur essentiel dans la structuration embryonnaire, » a indiqué Pelliccia, un étudiant de troisième cycle en biologie moléculaire. Le co-auteur Jindal a gagné son Ph.D. dans concevoir chimique et biologique en 2017.

En même temps que Burdine et collègues, deux autres organismes de recherche, aboutis par Joe Yost à l'université de l'Utah et Alex Schier à l'Université de Harvard, ont effectué les découvertes assimilées sur le rôle de gdf3 pendant le développement de zebrafish. « Chacun des trois groupes a travaillé ensemble Co-pour soumettre et Co-publier dans l'eLife, permettant les stagiaires impliqués à tous obtenez le crédit pour leur dur labeur, » Burdine a dit. « C'est un exemple grand de la façon dont la science devrait être faite. »