Механизмы репрограммирования ядра у амфибий
Большие количества и крупные размеры яиц и ооцитов амфибий вдохновили исследователей на попытки понять молекулярные основы репрограммирования. Наиболее предпочтительным путем было получение бесклеточных экстрактов, с помощью которых можно было бы воспроизвести in vitro события, происходящие после пересадки ядер в живые яйцеклетки и ооциты. Последовательное обеднение этих экстрактов могло бы позволить идентифицировать необходимые компоненты. Этот подход оказался особенно успешным при идентификации компонентов яйцеклетки, инициирующих синтез ДНК. В особенности можно отметить идентификацию нуклеоплазмина ( Laskey et al., 1978 ; Philpott et al., 1991 ), присутствующего в больших количествах компонента яйцеклетки Xenopus , который может деконденсировать спермий и стимулировать обмен гистоновых белков. Такие же процессы имеют место, когда соматические ядра добавляются в экстракты из яйцеклеток ( Dimitrov and Wolffe, 1996 ; Tamada et al., 2006 ). Другие компоненты экстракта яйцеклеток, возможно вносящие вклад в процесс репрограммирования ядра, включают комплекс ремоделинга ISW1 ( Kikyo et al., 2000 ) и белки зародышевой клетки ERGY2 , функция которых - обратимая разборка ядрышек ( Gonda et al, 2003 ). Было высказано предположение, что ремоделирующий комплекс BRG-1 может играть роль в яйцеклетках и у ранних эмбрионов путем пермеабилизации и ресилинга [by permeabilizing and resealing] ядер в экстрактах ( Hansis et al., 2004 ). Эти опыты трудно интерпретировать, потому что пока еще не известно, чтобы бесклеточные экстракты были способны инициировать транскрипцию ядер. Поэтому лучшее, что можно сделать, - это воздействовать на ядра in vitro и затем пересадить их в живой ооцит, чтобы испытать на транскрипцию ( Byrne et al., 2003 ; Tamada et al., 2006 ).
В настоящее время представляется, что для успешного репрограммирования ядер необходимы три этапа:
- 1) удаление эпигенетических меток на ДНК или белках, которые характеризуют данное дифференцированное состояние;
- 2) обеспечение транскрипционными факторами, необходимыми для тех генов, которые должны быть заново экспрессированы; и
- 3) деконденсация хроматина для того, чтобы транскрипционные факторы получили доступ к генам, на которые они действуют.
