tisková zpráva projektu Biocev/Biotechnologického ústavu AV ČR
Ústřední otázka vývojové biologie spočívá v tom, jak z oplozeného oocytu vzniká komplexní organismus, který se skládá ze stovek různých buněčných typů. Klíčový mechanismus determinace a diferenciace buněčných typů spočívá v asymetrickém buněčném dělení, kdy dochází k nerovnoměrné distribuci biomolekul do dceřiných buněk, což následně určuje jejich buněčný osud. Již dříve bylo ukázáno, že mezi klíčové determinanty buněčného osudu patří mRNA (messenger RNA) a proteiny.
Naše studie, která byla dnes zveřejněna v časopise Scientific Reports (Nature Publishing Group), ukazuje asymetrickou distribuci miRNA uvnitř buněk, a tím je zařazuje do skupiny determinantů buněčného osudu. Studie vznikla ve spolupráci Biotechnologického ústavu (BTÚ) Akademie věd ČR, TATAA Biocenter ve Švédsku a European Molecular Biology Laboratory (EMBL, Heidelberg) v Německu. Prostřednictvím metody qPCR (kvantitativní polymerázová řetězová reakce) tomografie (metoda zavedená Laboratoří genové exprese (BTÚ) a novou metodou pro citlivou detekci miRNA (miQPCR, metoda vyvinutá v EMBL) jsme určili dva hlavní vnitrobuněčné lokalizační profily miRNA podél animálně-vegetativní osy uvnitř zralého oocytu drápatky vodní (Xenopus laevis).
První lokalizační profil dosahuje maxima v animální hemisféře oocytu v místě kolem buněčného jádra, a tudíž tento gradient vzniká pravděpodobně spontánně pasivní difúzí. Druhý profil určuje lokalizaci miRNA ve vegetativní hemisféře a předpokládáme, že vzniká aktivním transportem. V průběhu časného embryonálního vývoje první a druhá embryonální rýha probíhá podél animálně-vegetativní osy, a tak neovlivňují asymetrickou distribuci miRNA do dceřiných buněk.
Teprve třetí rýha, která probíhá kolmo na předešlé rýhy, rozděluje embryo na animální a vegetativní blastomery, a tak určuje asymetrickou distribuci miRNA do dceřiných buněk. Mgr. Radek Šindelka, Ph.D., zástupce vedoucího Laboratoře genové exprese BTÚ a jeden z autorů, dodává: „Naše studie představuje důležitý krok k pochopení složitého a vysoce komplexního mechanismu, který umožňuje asymetrické dělení buněk, což následně vede k jejich diferenciaci a vzniku složitějších organismů.“
Více informací o této studii najdete na http://www.nature.com/scientificreports (Sidova, M. et al. Intracellular microRNA profiles form in the Xenopus laevis oocyte that may contribute to asymmetric cell division. Sci. Rep. 5, 11157; doi: 10.1038/srep11157, 2015).
