Tracking-Leben der erste Schritt: Zwei Moleküle ‚wecken‘ brand new Genom

Tracking-Leben der erste Schritt: Zwei Moleküle ‚wecken‘ brand new Genom

Innerhalb von Stunden nach der Befruchtung ein einzigartiges Genom Formen von Chromosomen trugen durch die ei-und Samenzellen. Jedoch, dieses neue Genom ist zunächst inaktiv und muss „geweckt“ um zu beginnen Transkription der DNA und start der embryonalen Entwicklung. Wie das Leben, der erste Schritt geschieht seit langem fasziniert entwicklungsbiologen.

„Dies ist der Anfang des Lebens-aus molekularer Sicht“, sagte Antonio Giraldez, die Fergus F. Wallace Professor für Genetik und Leiter der Abteilung Genetik an der Yale University. „Was nicht klar ist, wie und was kick-startet die transkriptionelle Aktivität des embryonalen Genoms, so dass der embryo beginnt, die Kontrolle Ihrer eigenen Entwicklung mit Ihren eigenen genetischen bauplan.“

Giraldez und sein Forscherteam an der Yale University herausgefunden, dass zwei bestimmte Faktoren erforderlich sind, zu aktivieren, DNA in der neu gebildeten genome, Sie Bericht 17. Juni in der Zeitschrift Developmental Cell. Mit einer Kombination aus Mikroskopie und RNA-Sequenzierung Analyse, Sie offenbart die Muster der Transkription innerhalb des Zellkerns eines Zebrafisch-Embryos.

Die Forscher entwickelten tools zu visualisieren, die zuerst aktivierten gene im Zebrafisch-Genom, bekannt als miR-430, und verfolgen Sie die gen-Aktivität in lebenden Embryonen.

„Jetzt können wir visuell sehen Sie in den Zellkern und analysieren, wie die erste gen, in der Stille Genom ist erwacht,“ sagte Shun Hängen Chan Blei-Autor der Studie und ein Doktorand arbeiten in der Giraldez lab.

Die Aktivierung des Zebrafisch-Genoms erfordert die Anwesenheit von zwei Proteinen — P300 und Brd4 — produziert durch die Mutter. Störung der Aktivität der beiden Proteine mit Hilfe von kleinen Molekül-Inhibitoren verhindert die Aktivierung des embryonalen Genoms, was wiederum blockiert die Entwicklung des Embryos. Jedoch fanden die Forscher, dass sogar, nachdem Sie blockiert die Produktion dieser mütterliche Proteine, die Sie überwinden könnten, diesen block und vorzeitig kick-start-Aktivierung des embryonalen Genoms durch die künstliche Einführung von P300 und Brd4.

„Diese molekularen Faktoren fungieren als eine Art molekulare Zeitschaltuhr, die das timing der Genom-das Erwachen“ Giraldez sagte. „Finden diese wichtigen Faktoren, die bei der Genom-Aktivierung dienen als wichtiger Erster Schritt in Richtung auf unser Verständnis, wie das Leben beginnt.“

Miguel A. Moreno-Mateos, der früher an der Yale und heute an der Universidad Pablo de Olavide/Consejo Superior de Investigaciones Científicas in Sevilla, Spanien, ist co-senior-Autor des Papiers. Die Forschung wurde in Erster Linie finanziert durch die Nationalen Institute der Gesundheit; Fonds de Recherche du Québec Santé, Kanada; Surdna-Stiftung; Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, Spanien; Howard Hughes Medical Institute; March of Dimes; und Marine Biological Laboratory.