Признаки готовности ооцитов к мейозу. Растворение герминативного пузырька (ГП)

Для развития мейоза необходим MPF, который состоит из циклина В и его протеинкиназы Cdkl (ее другое название — p34cdc2). Необходимость MPF для перехода между фазами клеточного цикла G —> М в митоз или мейоз является общей для большинства видов животного мира. Активация и инактивация многих регуляторов клеточного цикла осуществляются через фосфорилирование — разновидность посттрансляционной модификации белков.

Активация p34cdc2 происходит в результате дефосфорилирования остатков 14 и 15 с помощью двойной фосфатазы Cdc25b. Ооциты Cdc25b-/—мышей неспособны к возобновлению мейоза и остаются блокированными в профазе I деления мейоза- из этого блока они могут быть выведены с помощью микроинъекции мРНК Cdc25b. Быстрое накопление активированной p34cdc2 происходит за счет процессов аутоактивации. Иными словами, скорость лимитирующим фактором активации MPF служит, вероятно, синтез и накопление циклина В.

В процессе роста ооцитов количество активного MPF повышается, достигая в результате критического порога, при котором ооцит становится мейотически компетентным, что знаменует собой его готовность возобновить мейоз.

Говоря в общем, мейотическая компетентность связана с размерами ооцита, вероятно, из-за того, что объем цитоплазмы соответствует накоплению синтезированных протеинов, в том числе циклина В, p34cdc2 и Cdc25b, необходимых для мейоза. Ооциты диаметром менее 70-80 мкм еще не исчерпали свой потенциал роста и обладают низкой мейотической компетентностью, в то время как ооциты диаметром около 100 мкм считают полностью зрелыми и готовыми к мейозу.
Другой индикатор мейотической компетентности — характер околоядрышкового расположения хромосом, который можно увидеть в живом ооците, помещенном в культуральную среду, содержащую краситель Hoechst.

Растворение герминативного пузырька (ГП)

Первый видимый признак морфологических изменений, свидетельствующих о возобновлении мейоза, — растворение герминативного пузырька (ГП), характеризующееся последовательным исчезновением герминативного пузырька (ГП) и ядрышка, часто сопровождающимся смещением герминативного пузырька (ГП) из центра к периферии. После растворения герминативного пузырька (ГП) биваленты начинают организовываться, что свидетельствует о прометафазе, а затем в метафазе I образуют метафазную пластинку.

В метафазно-анафазном переходе хромосомы начинают разделяться, становится видимым цитоплазматическое впячивание, свидетельствующее о вступлении клетки в позднюю анафазу. Активность MPF возрастает по мере прохождения ооцитом пути от герминативного пузырька (ГП) через растворение герминативного пузырька (ГП) к метафазе I, но постепенно снижается в период между метафазой I и метафазой II. Тем не менее выход из метафазы I в некоторых ооцитах может и не произойти, если отсутствуют необходимые молекулярные условия.

Метафазно-анафазный переход регулируется сниженной активностью MPF, супрессией активности протеинкиназы С и активности многих других протеинов. Снижение активности MPF достигается про-теосомной деградацией циклина В, необходимой для отделения полярного тельца (метафаза I — метафаза II) и выхода из метафазы II для оплодотворения. Как и в случае со многими регуляторами клеточного цикла (митотическими и мейотическими), протеолиз циклина В опосредуется убиквитином и поддерживающим анафазу комплексом, которые широко участвуют в протеолизе белков многих видов животных.

Поддерживающий анафазу комплекс представляет собой ЕЗ-убиквитин-лигазу, переносящую убиквитиновые «метки» с ферментов, конъюгирующих убиквитин-Е2, на субстраты, такие как циклин В, «помечая» их таким образом для распознавания и протеолиза протеосомой 26S. Значение протеосом для мейотического деления клетки подтверждается развитием фенотипа задержки мышиных и крысиных ооцитов в метафазе I в случае их культивирования в среде, содержащей химические ингибиторы протеосом.