Odhalujeme, jak RNA ovlivňuje přechod z vajíčka k životaschopnému embryu.
Kontaktní osoba: Andrej Šušor
V buňkách je genetická informace uložená v DNA přepisována do mRNA, která je následně překládána (translatována) do proteinů. Proteiny tvoří základní stavební a regulační složky buněk. Oocyt je však ve fázi vstupu do meiózy výjimečný – jeho transkripce (tvorba nové RNA) se prakticky zastavuje. Oocyt se proto musí spoléhat výhradně na dříve nashromážděné mRNA, které během meiózy překládá do nezbytných proteinů. Správné rozmístění těchto mRNA uvnitř velkého oocytu a jejich translace ve správném čase a místě se ukazuje jako klíčové pro úspěšné dokončení meiózy. Jakékoli poruchy v lokalizaci nebo načasování translace mohou vést k chybnému dělení vajíčka a následným poruchám embryonálního vývoje. Naším cílem je porozumět těmto regulačním mechanismům, identifikovat klíčové hráče a objasnit, jak jejich dysfunkce přispívá k reprodukčním poruchám.
RNA-vazebné proteiny (RNA-binding proteins, RBP) hrají zásadní roli v osudu RNA v buňce – rozhodují o její stabilitě, lokalizaci i schopnosti být překládána do proteinů. Mezi nejvýznamnější zástupce této skupiny patří protein CPEB, který reguluje translaci mRNA prodlužováním jejího poly(A) konce. Tento modifikovaný konec mRNA zvyšuje její atraktivitu pro ribozomy a umožňuje zahájení syntézy proteinů ve správném čase a místě.
U nižších živočichů, například u žáby drápatky, bylo prokázáno, že aktivitu CPEB ovlivňuje kináza Aurora A. Naše výzkumy však ukázaly, že u savců tento mechanismus nefunguje stejným způsobem. Proto se zaměřujeme na identifikaci dalších proteinů, které modulují aktivitu CPEB a dalších RBP v savčím oocytu. Tyto proteiny jsou klíčové nejen pro správný průběh meiózy, ale i pro úspěšný vývoj embrya po oplození. Poruchy v jejich regulaci mohou mít závažné důsledky pro fertilitu i embryonální vývoj.
Naše výsledky přispívají k hlubšímu porozumění molekulárním mechanismům, které řídí časné fáze reprodukce u savců. Detailní znalost těchto procesů může otevřít nové přístupy k diagnostice a léčbě poruch plodnosti.
Obrázek 1: Vizualizace aktivní translace (červeně) v rostoucím myším vajíčku, která je nezbytná pro jeho růst a dozrání do stadia umožňujícího oplození a následnou podporu preimplantačního vývoje v těle matky. Zeleně je značen klíčový cytoskeletální komplex F-aktin, jenž prostupuje zónou pellucidou a zajišťuje komunikaci vajíčka s okolními buňkami ve folikulu vaječníku. DNA je zobrazena modře; její kondenzovaná struktura odráží utlumenou syntézu RNA, přičemž transkripty vytvořené v předchozích fázích vývoje vajíčka jsou následně překládány do proteinů nezbytných pro dokončení meiotického zrání a vývoj preimplantačního embrya schopného úspěšné implantace v děloze matky.
Obrázek 2: Snímání živého vajíčka a sledování jeho vývoje po potlačení syntézy ANK2.
Specifický protein ANK2 je translátován na dělícím vřeténku a jeho translace je nezbytná pro správnou tvorbu zralého, oplození schopného vajíčka. Blokování translace vede k poruchám tohoto procesu. Naše výsledky ukazují, že lokalizovaná syntéza ANK2 je nezbytná pro správný vývoj a fyziologickou funkci vajíčka. Šipky indikuji abnormality v dělení vajíčka.
