Однако их развитие немного отличается от развития млекопитающих. Хотя рыбы размножаются половым путем, как и все позвоночные, оплодотворение яйцеклетки происходит вне организма, так как и яйцеклетка, и сперматозоид выпускаются в воду. Несмотря на важное различие последовательностей генов, участвующих в синтезе белка и его регуляции, эмбриональное развитие является сохранным у разных видов.
Это означает, что некоторые из основных «строительных блоков», которые «инструктируют» клетки о правильном строении живого организма, сохраняются между разными видами. Вместо того чтобы избавиться от генетических последовательностей, эволюция побуждает регулировать экспрессию посредством модификации геномной ДНК и гистоновых белков, вокруг которых располагается ДНК. Эти эпигенетические факторы, как их называют ученые, определяют, становятся ли гены функциональными или нет, потому что они изменяют химический и/или структурный состав ДНК. Это регулирование особенно важно при развитии организма.
Именно поэтому группа ученых из Токио Тек (Tokyo Tech) во главе с профессором Хироши Кимура (Hiroshi Kimura), приступила к изучению эпигенетических изменений в процессе развития данио. Профессор Кимура поясняет: «Структурное сохранение гистонов и важнейших ферментов для транскрипции (РНК-полимеразы II), а также тот факт, что эмбрионы данио прозрачны, делает их идеальной моделью для изучения роли этих модификаций в развитии живых организмов».
Используя маркировку эндогенных модификаций в реальном времени, основанную на антиген-связывающем фрагменте (fab-based live endogenic modification labeling, или «FabLEM»), метод визуализации динамики посттрансляционных модификаций с использованием специфических антител в живых клетках, команда выявила активную РНК-полимеразу II во время «активации зиготного генома» (ZGA), или процесса, в ходе которого развитие эмбриона контролируется зиготой или самим развивающимся эмбрионом, а не материнским депонированным материалом. Хотя синхронизация трансляции является видоспецифичнной, она таким же образом происходит у млекопитающих.
Команда сравнила изменения в модификации гистонов со временем активации генома. Одним из основных выводов исследования стало то, что ацетилирование, которое происходит на 27-м лизине в гистоне H3, или H3K27, становится концентрированным до активации транскрипции. Визуализация транскриптов ранее активированного гена miR-430 вместе с ацетилированием H3K27 подтвердила полученные данные, а ингибитор транскрипции не препятствовал накоплению ацетилирования H3K27. Результаты показывают, что ацетилирование H3K27 является эпигенетическим фактором, который пробуждает транскрипцию генома.
Поскольку РНК-полимераза II присутствует у всех, метод может быть применен для изучения развития других живых организмов. «Это открывает возможность дальнейших исследований связи между регуляцией транскрипции и ядерной организацией», - отмечает профессор Кимура.
Источник перевода: sciencedaily.com
