Очередной (45-й) пост моего блога на портале "MedBook.ru"
СЕНЬОР БЕЛЬМОНТЕ ТОЖЕ УВАЖАЕТ МЕЙОЗ
Часть третья. РЕЗУЛЬТАТЫ
I. Напоминаю содержание предыдущих "серий".
1. Главные действующие лица сериала - Хуан Карлос Бельмонте и Шукрат Миталипов. Они возглавляют ОИГ (организованную исследовательскую группу), насчитывающую 31 члена.
2. Группа разыскивала мужчин, в генетическом паспорте которых значилась мутация гена MYBRC3.
3. Члены ОИГ забирали у больных мужчин сперму и кусочек кожи. Фибробласты кожи с помощью гормоноподобных средств изменяли донеузнаваемости, превращая их в иПСК (индуцированные полипотентные стволовые клетки).
А сперму использовали для оплодотворения в пробирке женских половых клеток (ооцитов II), которые получали от здоровых женщин-доноров, подвергнутых процедуре овариальной стимуляции.
4. В иПСК и в преэмбриональные клетки (ооциты II и в зиготы) вводили РНК-белковый комплекс, предназначенный для редактирования мутантного участка гена, а именно, для его узнавания, вырезания из ДНК и встраивания вместо него нормального участка.
5. Чтобы оценить эффективность редактирования мутантного участка гена, в этом участке каждой клетки или каждого клона определяли последовательность нуклеотидных пар.
II. Теперь - основные результаты.
1. Процент клеток, в которых оказывается редактирующий РНК-белковый комплекс, очень сильно зависит от способа его появления там.
Плазмиды (в случае клеток иПСК) оказались гораздо менее эффективными, нежели непосредственное впрыскивание комплекса в клетку с помощью пипетки (как было в случае ооцитов и зигот).
2. Специфичность, с которой РНК-компонент комплекса узнает поражённый участок гена, в обоих случаях - очень высока. С другими участками генома связывания, как правило, не наблюдалось.
3. После связывания белковый компонент комплекса должен образовывать в прилежащем участке ДНК многочисленные разрывы одной или обеих цепей.
Как я ни искал, так и не нашёл прямых определений количества разрывов. А между тем, именно в этом пункте авторы углядели "след" мейоза.
Но об этом я скажу позже.
4. А вот результат редактирования, о котором можно судить по составу вставленного (вместо дефектного) участка, как я уже говорил, определялся очень детально и повсеместно.
Все зависит от того, что служит матрицей для восстанавливаемого двухцепочечного дефекта.
В мейотических клетках в этом качестве используется ДНК гомологичной хромосомы, пока она находится в конъюгированном состоянии с напарницей. В этом случае минимальна частота ошибок.
В соматических же клетках требуется экзогенная матрица - переносимая в клетку либо в виде ДНК, встроенной в плазмиду (как было в случае клеток иПСК), либо в виде РНК, встроенной в РНК-белковый комплекс (как было в случае зигот).
При этом, конечно, очень важна степень соответствия экзогенной матрицы нативному участку. Если соответствие неполное, то велика вероятность ошибок.
5. И, наконец, пусть матрица (эндогенная ли или экзогенная) обеспечивает точное воспроизведение нативной структуры.
В какой мере это остановит распространение мутации в поколениях дочерних клеток - например, среди бластомеров или среди потомков стволовой клетки?
Здесь многое решается тем, на какой стадии клеточного цикла производится редактирование мутантного гена. Понятно, что лучше это делать до S-периода, т. е. до увеличения количества копий объекта редактирования.
III. А теперь поговорим о мейозе.
Как показала полемика на просторах Facebook, не все спорщики имеют ясное представление об этом процессе и поэтому не понимают, почему в данном исследовании вообще могла идти речь о мейозе.
Напомню в очередной раз: мейоз - это заключительное двукратное деление при созревании как мужских, так и женских половых клеток.
При этом хронология женского мейоза крайне удивительна.
1. Он начинается еще во внутриутробном периоде жизни женского организма. Где-то на 5-м - 6-м месяце эмбриогенеза заканчивается митотическое размножение оогоний и сразу все клетки (называемые теперь ооцитами) вступают в мейоз.
2. Проходят начальные стадии профазы его первого деления (прелептотена, лептотена, зиготена, пахитена). Это означает, что гомологичные хромосомы конъюгируют друг с другом и между ними начинается интенсивный обмен участками.
3. Затем хромосомы, вроде, приступают к расхождению (между ними обнаруживаются хиазмы), что обозначается как стадия диктиотены.
4. И тут на ооциты нападает очень загадочный летаргический сон. Так, с неразошедшимися полностью хромосомами, они пребывают внешне в полном покое до нескольких десятков лет.
5. В обоих яичниках под капсулой находится множество маленьних (так называемых примордиальных, или покоящихся) фолликулов.
В центре каждого из них - небольшой ооцит на стадии диктиотены, а вокруг него - слой плоских вспомогательных (фолликулярных) клеток.
6. Когда у девочки начинаются менструальные циклы, в каждом из них в том или ином яичнике несколько примордиальнвх фолликулов "просыпаются" и начинают расти.
Ооциты в них, несмотря на значительное увеличение в размерах, по-прежнему находятся на стадии диктиотены профазы первого деления мейоза.
7. И только к моменту овуляции - разрыву самого большого фолликула и выходу из него половой клетки - в этой клетке завершается профаза первого деления (гомологичные хромосомы, наконец, расходятся), а следом быстро проходят остальные фазы этого деления.
И выходящая клетка называется ооцитом II.
8. Второе же деление мейоза происходит только после оплодотворения ооцита II сперматозоидом.
IV. Так что говорится в статье 31 авторов о мейозе?
1. В разделе "Discussion" напоминается, что в зиготах, как и в ооцитах, для восстановления нормальной структуры редактируемого участка ДНК используется, в основном, эндогенная матрица (гомологичная хромосома или соседняя хроматида).
Этим зиготы, хотя и являются уже соматическими клетками, резко отличаются от других соматических клеток (например, иПСК).
2. Поэтому выдвигается предположение, что
- в ооцитах (в мейозе) очень высоки скорости образования и репарации двухцепочечных разрывов ДНК,
- это обеспечивается какими-то специальными молекулярными машинами,
- и эти машины сохраняются еще в зиготах.
3. Может быть, это и так. Но, увы, прямых экспериментальных данных подобного рода я в статье не обнаружил.
4. Однако сам факт подобных рассуждений авторов на тему мейоза свидетельствует об их нескрываемом уважении к этому замечательному процессу.
