Ученые раскрыли механизм «спячки» незрелых яйцеклеток

Изображение яйцеклетки мыши под флуоресцентным микроскопом. Автор: Мелина Шу, Институт мультидисциплинарных наук Макса Планка

Процесс созревания ооцитов (яйцеклеток) остается приостановленным на несколько лет. Исследователи из Констанца и Гёттингена выяснили, какой белок обеспечивает поддержание этого состояния в течение столь длительного периода.

Оплодотворение яйцеклетки сперматозоидом — центральный процесс человеческого размножения. Сложный биологический процесс превращает незрелые ооциты в те, что могут быть оплодотворены. Процесс начинается в женском эмбрионе и впервые приостанавливается вскоре после рождения. Много лет спустя, начиная с полового созревания, ооциты возобновляют процесс созревания.

Удивительно, но в полностью выросших незрелых ооцитах почти не происходит транскрипции — процесса, который обычно постоянно протекает в наших клетках. Во время транскрипции наши гены «копируются» в матричные РНК (мРНК), которые используются как чертежи для производства белков.

Однако, когда ооциты возобновляют процесс созревания, они вынуждены полагаться на накопленные матричные РНК, которые уже были транскрибированы до приостановки процесса.

«До сих пор мы не знали точно, как позвоночные ингибируют трансляцию существующих матричных РНК, иногда в течение многих лет, тем самым удерживая созревание ооцитов на паузе», — говорит Томас Майер, молекулярный генетик кафедры биологии Университета Констанца.

Белок ставит на паузу

В своем исследовании, опубликованном в Nature Communications, Майер и его команда вместе с коллегами из Констанца и Гёттингена значительно приблизились к разгадке этой тайны. Они идентифицировали белок, который играет центральную роль в поддержании спящего состояния незрелых ооцитов: ингибитор трансляции 4E-T.

С помощью экспериментов, в которых они удаляли белок 4E-T из ооцитов лягушек и мышей, команда продемонстрировала, что этого резкого снижения было достаточно, чтобы перезапустить процесс созревания в ооцитах.

«Потеря белка 4E-T во время паузы в созревании привела к широкомасштабному увеличению трансляции матричной РНК в соответствующие белки. В сотрудничестве с Флорианом Штенгелем, экспертом по масс-спектрометрии в Университете Констанца, мы смогли показать, что эти белки включали важные регуляторы процесса созревания, и что их активация инициирует следующие шаги в созревании ооцитов», — поясняет Майер.

Часть более крупной сети взаимодействий

Исследователи также идентифицировали важных партнеров по взаимодействию 4E-T, которые необходимы для его функции ингибирования трансляции в незрелых ооцитах. В первую очередь, это включает РНК-связывающий белок PATL2, обнаруженный специфически в ооцитах.

«Основываясь на нашем анализе, мы заключаем, что взаимодействие между 4E-T и PATL2 формирует ядро более крупной сети взаимодействий между белками, которая позволяет 4E-T накапливаться на специфических матричных РНК и, таким образом, ингибировать их трансляцию», — объясняет Майер.

Интересно, что мутации в гене человека 4E-T связаны с преждевременной дисфункцией яичников — особенно ранним наступлением менопаузы, связанной с проблемами фертильности. Результаты недавнего исследования также будут способствовать лучшему пониманию таких нарушений в созревании ооцитов.

Больше информации: Andreas Heim et al, Translational repression by 4E-T is crucial to maintain the prophase-I arrest in vertebrate oocytes, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-62971-9

Источник: University of Konstanz