04 декабря 2016г.
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.
