Mutacje w TUBB8 i Meiotic Aresztowanie ludzkiego Oocyte ad 7

W przypadku oocytów poddanych mikroiniekcji za pomocą dzikiego RNA TUBB8 dojrzewanie było normalne około 12 godzin po pęknięciu pęcherzyka zarodka, z wyraźnie widocznym trzpieniem w kształcie beczki (ryc. S12 w dodatku uzupełniającym). W przeciwieństwie do tego, mikroiniekcja dowolnego ze zmutowanych RNA TUBB8 spowodowała zatrzymanie dojrzewania i zniekształcone wrzeciono, jak również zmniejszenie szybkości wytłaczania pierwszego ciała polarnego (wskaźnik 6 do 33% w porównaniu do średniej [. SD] wskaźnik 61 . 2,2% w kontroli typu dzikiego) (Figura 4A). Powtórzyliśmy te eksperymenty przy użyciu wyższego stężenia RNA typu dzikiego, S176L i D417N TUBB8 (1000 ng na mikrolitr). Wyższe stężenie skutkowało poważnym lub całkowicie uszkodzonym zestawem wrzeciona z obydwoma zmutowanymi RNA (Figura 4B): fenotyp ludzkich komórek jajowych w procesie zatrzymania dojrzewania. Przebadaliśmy także stopień, w jakim kontekst izotypu tubuliny przyczynia się do tych efektów poprzez mikroiniekcję mysich oocytów za pomocą RNA kodujących albo typ dzikiego albo mutanta (S176L, R262Q lub M363T) TUBB5. W szerokim porozumieniu z danymi o transfekcji TUBB5 w hodowanych komórkach (ryc. S8 w dodatkowym dodatku), oocyty poddane mikroiniekcji dzikiego lub zmutowanego RNA TUBB5 miały wrzeciona o normalnych cechach morfologicznych (ryc. S13 w dodatkowym dodatku). Wynik ten sugerował, że zaobserwowane przez nas fenotypy zaburzonego wrzeciona są nadawane przez mutacje w kontekście izotypu TUBB8. W celu dalszej walidacji efektów mutacji TUBB8, przeprowadziliśmy mikroiniekcję zmutowanych RNA TUBB8 S176L i D417N w ludzkie oocyty pęcherzyka jajnikowego; zaobserwowaliśmy poważny lub całkowicie upośledzony zespół wrzeciona (Figura 4C), co jest zgodne z fenotypami myszy oocytów traktowanych w ten sam sposób.
Dyskusja
Chociaż proces dojrzewania oocytu był szeroko badany u myszy, to wcześniej nie znano genetycznej przyczyny zatrzymania dojrzewania ludzkiego oocytu. Zidentyfikowaliśmy kilka mutacji w TUBB8, który koduje izotyp .-tubuliny dotychczas nieokreślonej funkcji. Mutacje te przeszkadzają w dojrzewaniu ludzkiego oocytu i są dziedziczone po ojcowie w sposób autosomalny dominujący lub powstają de novo (ryc. i tabela 1). Oczekuje się, że w kilku przypadkach wywołają zmiany w strukturze heterodimeru tubuliny (ryc. S6 w dodatku uzupełniającym). Stwierdzono, że mutacje wpływają na fałdowanie i składanie heterodimeru . / .-tubuliny in vitro (ryc. S7 w dodatkowym dodatku), powodując spektrum uderzających fenotypów mikrotubuli w ekspresji w hodowanych komórkach (ryc. 3) i zmieniając dynamikę mikrotubul. in vivo (ryc. S11 w dodatkowym dodatku). Co więcej, mutacje TUBB8 powodowały defekty dojrzewania oocytów w ekspresji w komórkach jajowych u myszy i ludzi, które precyzyjnie naśladują fenotyp niepłodności (Figura 4). Wnioskujemy z tych obserwacji, że mutacje w TUBB8 powodują zatrzymanie dojrzewania oocytu i że TUBB8 odgrywa kluczową rolę w mejotycznym składaniu wrzeciona i dojrzewaniu w ludzkich komórkach jajowych. Zauważamy, że przedstawione tutaj dane stanowią podstawę do opracowania narzędzi diagnostycznych, które wykorzystują reakcję łańcuchową polimerazy do identyfikacji kobiet z mutacjami w TUBB8.
TUBB8 ulega wyjątkowej ekspresji w ludzkich komórkach jajowych i wczesnych zarodkach, gdzie stanowi większość obecnej .-tubuliny (ryc. Wynika z tego, że ludzkie wrzeciona oocytów składają się z mikrotubul spolimeryzowanych z heterodimerów zawierających jeden przeważający izotyp .-tubuliny. Odkrycie to wzmacnia hipotezę, że różne izotypy tubulin mogą nadawać unikalne właściwości w funkcjonalnie odrębnych podgrupach mikrotubul. [28] Zdolność zmutowanego TUBB8 do powodowania zakłócenia mikrotubuli w ekspresji w hodowanych komórkach i oocytach sugeruje model, w którym dominujący i kumulacyjny efekt pojawia się, gdy krytyczna proporcja zmutowanych heterodimerów jest włączana do polimerów, co prowadzi do większej niestabilności w porównaniu z mikrotubulami w komórkach typu dzikiego i często do całkowitego zniszczenia mikrotubul.
Fakt, że TUBB8 występuje tylko u naczelnych sugeruje, że gen miał wyjątkową rolę w ewolucji tych gatunków. Mężczyźni z mutacjami w TUBB8 są płodne, co jest zgodne z brakiem ekspresji TUBB8 w dojrzałych plemnikach i podkreśla różnice, które odróżniają mejozę i tworzenie wrzeciona u samców i samic. Odkryliśmy mutacje TUBB8 u dużej liczby niepłodnych kobiet (7 z 24) z zatrzymaniem dojrzewania oocytów. Brak zaobserwowanej mutacji w TUBB8 u niektórych z dotkniętych kobiet sugeruje, że defekty w innych, jeszcze nieodkrytych genach mogą również przyczyniać się do zatrzymania dojrzewania ludzkiego oocytu.
[więcej w: gabinet dentystyczny, oprogramowanie stomatologiczne, implanty Warszawa ]

Powiązane tematy z artykułem: gabinet dentystyczny implanty Warszawa oprogramowanie stomatologiczne