В Journal of Biological Chemistry опубликовано исследование ученых из Университета Кюсю, в котором показано, что модификация гистона H3K4me3 критически важна для стабильности хромосом в зрелых ооцитах мышей. Гистоны — белки, которые упаковывают ДНК в ядре клетки. Они могут химически изменяться, позволяя клетке выбирать, какие участки ДНК активировать. H3K4me3 — это триметилирование четвертого лизина в гистоне H3, обычно связанное с активной работой генов. Но в ооците на стадии метафазы II, когда все процессы транскрипции уже приостановлены, эта метка неожиданно сохраняется в избыточном количестве.
Удивленные этим фактом, исследователи изучили распределение H3K4me3 и обнаружили его скопления у мембраны определенных хромосом, включая X-хромосомы. Причиной может быть актиновый колпачок — структура, определяющая положение хромосом в яйцеклетке. При искусственном удалении H3K4me3 структура веретена — микротрубочек, распределяющих хромосомы — теряла устойчивость. Оно становилось короче и нестабильнее, а оплодотворенные яйцеклетки с пониженным уровнем H3K4me3 с трудом развивались в эмбрионы.
Кроме того, снижение уровня H3K4me3 наблюдалось в стареющих ооцитах, что может объяснить возрастное ухудшение фертильности. Полученные данные подчеркивают, что H3K4me3 не только поддерживает механическую стабильность ооцита, но и влияет на успешность эмбрионального развития.
Мы воодушевлены полученными результатами: нам удалось не только выявить новую функцию давно изучаемой системы модификации гистонов, но и наметить потенциальную цель для терапии бесплодия и предотвращения выкидышей. В дальнейшем мы планируем глубже исследовать механизмы, лежащие в основе ошибок распределения хромосом в ооцитах, и искать новые подходы к лечению, основанные на регуляции гистоновых модификаций.
Иногда эмбрион не справляется не потому, что ему «не повезло», а потому, что внутри него разворачивается сложная и тонкая борьба. Пока одни ученые раскрывают, как молекулярные сбои в ооците мешают жизни начаться, другие показывают, как родительские гены могут сами подталкивать зародыш к краю. Ранее Наука Mail рассказала, как генетический конфликт между матерью и отцом может угрожать выживаемости эмбриона еще до первых делений.