Установление осей полярности в зиготе

Схема начальных этапов дробления зиготы C. elegans (по Gönczy, P. Rose, L.S., 2005) Предшественники герминативной линии (Р-клетки) выделены синим, каждая из клеток основательниц, образовавшаяся в результате ассиметричного деления, отмечена своим цветом. Потомки АВ бластомера участвуют в образовании гиподермиса, нейронов, переднего отдела глотки. MS дает начало соматической части гонад, мышцам, большей части глотки, железистым клеткам. E участвует в образовании кишечника, С – мышц, гиподермиса и нейронов, D – мышц, Р 4 является непосредственным предшественником мужских и женских половых клеток

Формирование передне- задней оси зародыша Поляризация зиготы вдоль ПЗ-оси включает в себя две стадии: стадию установления полярности стадия поддержания полярности (начинается сразу после встречи пронуклеусов) Ключевую роль играют: par-гены (их продукты) атипичная протеин-киназа C (PKC-3) актомиозиновый комплекс.

Распределение кортикальных белков при установлении полярности А – временной паттерн распределения актина; Б – временной паттерн распределения NMY-2-белка; В – распределение ключевых кортикальных белков в момент образования антериорной чаши (по М. Mayer et al, 2010). А Б В

Фаза установления полярности «ПС» Ect2 Cyk4 Rho1-ГДФ Rho1-ГТФ F-актин G-актин +миозин сокращение актомиозиновой сети транспорт PAR-3/PAR-6/PKC-3 в антериорную чашу => PKC-3 не фосфорилирует Par1/2 => они связываются с кортексом и блокируют сокращение актомиозиновой сети в задней части зародыша Фаза поддержания полярности GEFX Cdc42 Активация MRCK-каскадаPAR-6/PKC-3 ассоциирует с кортексом WASP-белок PAR2 в кортексе ARP2/3 Активация сборки Миозина II+G-актина F-актин Cdc42

Фазы миграции пронуклеусов: 1. миграция (А) 2. объединение и ротация (В) 3. центрация (С)

Позиция веретена деления в одноклеточном зародыше определяется расположением центросом вдоль ПЗ-оси в профазе асимметричными движениями самого веретена.

Сегрегация детерминант клеточной судьбы Медиаторы полярности MEX-5/6, MEX-1 MEX-3, POS-1 SPN-4 Детерминанты полярности PIE-1 MEX-5/6 PAL-1 Механизм неравномерной сегрегации детерминант клеточной судьбы прямой транспорт (Р-гранулы) избирательная деградация белков (PIE-1-белок ) трансляционный контроль (PAL-1)

Формирование дорсовентральной оси ooc-5 (АТФаза и шаперон) ooc-3 (секреторные процессы в ЭПР) spn-4 Ключевую роль в определении дорсальной и вентральной поверхностей зародыша играет непосредственный контакт между соседними клетками: Р 2 и Abp (Notch-сигналинг) Р 2 и EMS (Wnt-сигналинг)

Формирование билатеральной симметрии Закладка правой и левой сторон тела обусловлена положение веретен деления во время третьего клеточного деления в бластомерах ABa и ABp. Единственный изученный ген gpa-16 определяет положение веретен деления в вышеназванных бластомерах.