Фактор транскрипции Xvent-2 рассматривается современными исследователями как исключительно эмбриональный белок лягушек Xenopus laevis, так как мРНК для него выявляется только в ранних зародышах, начиная со средней бластулы. Пик экспрессии мРНК приходится на стадию 15 – среднюю нейрулу, и затем количество этой мРНК в зародыше постепенно снижается. В препаратах РНК из зародышей со стадий позже 36 (стадии хвостовой почки) Xvent-2 мРНК не выявляется. Белок Xvent-2 можно обнаружить и на более поздних стадиях, что свидетельствует об относительно большом времени жизни этого белка (рис.1).
В наших предыдущих работах мы показали, что большая часть Xvent-2 мРНК не обнаруживается в полирибосомах, и, следовательно, не участвует в процессе трансляции. Она хранится в неактивных мРНК-содержащих рибонуклеопротеидах – информосомах [1]. Гибридизация in situ, проведенная на целых зародышах, развившихся до стадии 30-36, показывает наличие Xvent-2 мРНК в самом кончике хвоста и вокруг глаза [2]. Белок же, синтезированный на небольшом количестве активных матриц, на стадиях хвостовой почки распределяется двумя тяжами вдоль хвоста, в мезенхиме [3]. Об этом свидетельствуют результаты иммуноокрашивания целых зародышей антителами против белка Xvent-2. Создается впечатление, что клетки, в которых произошел синтез белка, мигрируют из областей зародышей, содержащих мРНК. Изучив в предыдущей работе [3] локализацию таких, содержащих белок Xvent-2, клеток, мы предположили, что эти клетки принадлежат нервному гребню. Нервный гребень, имеющийся в зародышах всех позвоночных, представляет собой множество мигрирующих мультипотентных клеток, дающих начало клеточным линиям нервной системы и кожи. На рыбках Danio reria (рыба зебра) показано, что происходящие из нервного гребня предшественники взрослых пигментных клеток и клеток периферической нервной системы, остаются мультипотентными. Эти предшественники пластичны и дают начало различным типам пигментных (меланофоры, иридофоры и ксантофоры) и нервных клеток (нейроны и глиальные клетки). При этом пролиферация клеток-предшественников уменьшается [4]. Меланоциты взрослых рыбок используются для моделирования и изучения образования меланомы, одной из наиболее злокачественных форм рака человека [5,6].

Итак, происходящие из нервного гребня мультипотентные клетки - предшественники могут находиться во взрослом организме в коже и в нервной ткани. В таком случае, именно в этих тканях можно ожидать обнаружения белка Xvent-2. Мы получили экстракты из разных тканей взрослых лягушек Xenopus laevis и методом иммуноблотинга протестировали их на наличие белка Xvent-2. На рисунке 2 представлены полученные данные. Действительно, антитела к белку Xvent-2 окрашивают полосу белка только в двух из 9 исследованных тканей. Xvent-2 белки из кожи и мозга мигрируют в геле несколько медленнее, чем эмбриональный Xvent-2. Это может объясняться модификациями белков, например, разной степенью фосфорилирования.

Рисунок 2. Иммуноблотинг белков из разных органов взрослых лягушек Xenopus. Окрашивание с помощью антител к белку Xvent-2. Слева для контроля приведены белки из зародышей Xenopus на стадии нейрулы и рекомбинантный белок, использованный для получения антител. Справа указаны подвижности маркерных белков с известными мол. массами (kD).

Разная подвижность при электрофорезе по-разному модифицированных белков описана для белка Vox из рыбки-зебры, являющегося гомологом белка Xvent-2 Xenopus [7,8]. Причину разной подвижности белка Xvent-2 в разных органах ещё предстоит выяснить.

Обнаружение экспрессии белка Xvent-2 в коже и мозге взрослых лягушек подтверждает наше предположение о том, что в зародышах этот белок присутствует именно в клетках нервного гребня.

 

 

*Работа поддержана грантами немецкого научно-исследовательского сообщества (DFG) ON86/3-1 и РФФИ № 14-54 12008.

 

 

Список литературы

 

1.      Воронина А.С., Пшенникова Е.С., Шатилов Д.В. (2003) Распределение мРНК Xvent-2 между информосомами и полисомами в раннем развитии лягушек. Молекулярная биология, 37, 504-510.

2.      Onichtchouk D., Gawantka V., Dosch R., Delius H., Hirschfeld K., Blumenstock C., Niehrs C. (1996). Development 122: 3045-3053

3.      Pshennikova E.S., Voronina A.S. (2016). The proteins of Vent-family and their mRNAs are located in different areas of the tails of Zebrafish and Xenopus embryos. The International Journal of Biochemistry & Cell Biology 79, 388–392.

4.      Singh A.P., Dinwiddie A., Mahalwar P., Schach U., Linker C., Irion U., Nusslein- Volhard C. (2016). Pigment Cell Progenitors in Zebrafish Remain Multipotent through Metamorphosis, Developmental Cell, 38, 1–15.

5.      Ceol C.G., Houvras Y., Jane-Valbuena J., et al. (2011). The histone methyltransferase SETDB1 is recurrently amplified in melanoma and accelerates its onset. Nature, 471, 513-517.

6.      White R., M., Cech J., Ratanasirintrawoot S., et al. (2011). DHODH modulates transcriptional elongation in the neural crest and melanoma. Nature, 471, 518-522.

7.      Zhao J, Lambert G, Meijer AH, et al. (2013). The transcription factor Vox represses endoderm development by interacting with Casanova and Pou2. Development; 140, 1090–1099.

8.      Lippok B, Song S, Driever W. (2014). Pou5f1 protein expression and posttranslational modification during early zebrafish development. Dev Dyn; 243, 468-477.