Cell子刊：卵母細胞發生的劇變
日期：2014-05-30 09:13:15
對于所有動物來說，從卵母細胞到胚胎都是一個關鍵的轉變，這意味著發育過程的正式開始。這種轉變會使卵母細胞成為能夠形成各種細胞類型的全能細胞。
細胞全能性的誘導，需要基因表達發生劇烈的改變。目前，人們主要在轉錄水平上研究這樣的改變。然而Whitehead研究所的Terry Orr-Weaver指出，在發育正式啟動的關鍵時刻，并不存在轉錄水平上的調控。
“這時有其他機制為細胞賦予全能性，”Orr-Weaver說。“我們看到，隨著發育的正式開始，出現了大量翻譯水平上的變化。”
為了解析這一過程，Orr-Weaver及其同事將果蠅作為模式系統，在卵母細胞向胚胎轉變的過程中，廣泛分析了蛋白的翻譯情況。他們采用了三種復雜的技術：全面的多聚核糖體分析、核糖體印記分析和定量的質譜分析，并在此基礎上獲得了迄今未至最為全面的數據。文章于五月二十九日發表在Cell旗下的Cell Reports雜志上。
研究人員驚訝的發現，在卵母細胞向胚胎轉變的過程中，有成百上千的mRNA受到了翻譯水平上的調控（上調或下調）。而PNG蛋白激酶是這種調控的主要調控子。
Orr-Weaver等人曾在之前的研究中發現，已受精胚胎的有絲分裂起始需要PNG激酶起作用。當時他們認為，PNG激酶的調控效果只是激活少數目標的翻譯。但這項最新研究顯示，PNG的作用范圍非常廣，能夠對翻譯起到正面和負面的影響。
“這一發現很令人意外，”文章的第一作者Iva Kronja說。“我們之前只知道三個受PNG調控的mRNA?，F在我們卻發現，在卵母細胞向胚胎轉變的過程中，PNG控制著大量mRNA的翻譯狀態（翻譯激活mRNA的60%，翻譯抑制mRNA的70%）。
此外研究還顯示，大約有60種mRNA的翻譯被上調，但其生成的蛋白卻沒有出現相應的水平升高。這種矛盾現象說明，發育之初的翻譯激活伴隨著蛋白的降解，二者同時發生。在蛋白質組發生重置細胞獲得全能性時，這樣的補償機制有助于維持蛋白的總體水平，為胚胎發育做好準備。Kronja相信，細胞中存在著某種質控系統維護上述平衡。
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