포유류 난자는 중심립이 없지만 양극의 방추사를 만들어 낼 수 있는데 이는 몇 개의 다른 메커니즘들과 관련이 있다. 예를 들면 마우스 난자는 중심립이 없는 무중심립의 미세소관 형성 센터(Acentriolar MTOC)를 갖고 있는데 이는 많은 중심체 성분들을 내포하고 있다. 그리고 이러한 중심체 성분들이 미세소관의 중합체형성을 유발시킨다. 반면 사람의 난자는 미세소관 형성 센터(MTOC)가 없고 Ran에 의해 조절되는 메커니즘이 방추사 형성에 관여한다. 방추사형성에 관한 다른 메커니즘들의 완벽한 지식은 부족한 상황이다. 따라서 이번 연구에서 나는 두 가지 즉, 미세소관 형성 센터(MTOC) 및 Ran에 의해서 조절되는 미세소관 형성이 돼지 난자에서 ...
포유류 난자는 중심립이 없지만 양극의 방추사를 만들어 낼 수 있는데 이는 몇 개의 다른 메커니즘들과 관련이 있다. 예를 들면 마우스 난자는 중심립이 없는 무중심립의 미세소관 형성 센터(Acentriolar MTOC)를 갖고 있는데 이는 많은 중심체 성분들을 내포하고 있다. 그리고 이러한 중심체 성분들이 미세소관의 중합체형성을 유발시킨다. 반면 사람의 난자는 미세소관 형성 센터(MTOC)가 없고 Ran에 의해 조절되는 메커니즘이 방추사 형성에 관여한다. 방추사형성에 관한 다른 메커니즘들의 완벽한 지식은 부족한 상황이다. 따라서 이번 연구에서 나는 두 가지 즉, 미세소관 형성 센터(MTOC) 및 Ran에 의해서 조절되는 미세소관 형성이 돼지 난자에서 감수분열 중기I 단계에 기능적으로 중요하다는 것을 보여주고 있다. 마우스 난자의 경우 감수분열 과정동안 역동적으로 미세소관 형성 센터(MTOC)가 재조직되는 현상을 보이며 미세소관 형성 센터들(MTOCs)은 세포질과 방추사의 양극에서 발견이 되었다. 무중심립 미세소관 형성 센터(Acentriolar MTOC) 구성성분은 CEP192 단백질과 Pericentrin 단백질을 함유하고 있는데 이는 돼지 난자에서 감수분열 중 난핵포 단계와 난핵포붕괴 단계에서 존재하지 않았지만 감수분열 중기I 단계와 중기II 단계에서는 관찰이 되었다. CEP192의 Knockdown 또는 CEP192의 기능과 관련된 Kinase인 Polo-like kinase1을 억제하였을 때 방추사에서 CEP192와 Pericentrin의 생성과 미세소관 형성을 손상시켰으며 제2극체의 방출을 감소시켰다. 돼지 난자에서 Ran의 농도기울기의 경우 지속적인 억제 또는 지속적인 활성을 시켜서 방해가 되었을 때 미세소관 형성 및 제2극체 방출에 있어서 심각한 손상이 관측되었고 미세소관 형성 센터(MTOC)의 성분들도 감소되었다. 이러한 결과들은 돼지난자에서 Ran과 미세소관 형성 센터(MTOC)에 의해 조절되는 미세소관 형성이 감수분열 중 방추사형성에 중요하다는 것을 증명하며 다양한 방추사형성 메커니즘이 포유류동물의 난자에서 차이가 존재한다는 것을 암시한다.
포유류 난자는 중심립이 없지만 양극의 방추사를 만들어 낼 수 있는데 이는 몇 개의 다른 메커니즘들과 관련이 있다. 예를 들면 마우스 난자는 중심립이 없는 무중심립의 미세소관 형성 센터(Acentriolar MTOC)를 갖고 있는데 이는 많은 중심체 성분들을 내포하고 있다. 그리고 이러한 중심체 성분들이 미세소관의 중합체형성을 유발시킨다. 반면 사람의 난자는 미세소관 형성 센터(MTOC)가 없고 Ran에 의해 조절되는 메커니즘이 방추사 형성에 관여한다. 방추사형성에 관한 다른 메커니즘들의 완벽한 지식은 부족한 상황이다. 따라서 이번 연구에서 나는 두 가지 즉, 미세소관 형성 센터(MTOC) 및 Ran에 의해서 조절되는 미세소관 형성이 돼지 난자에서 감수분열 중기I 단계에 기능적으로 중요하다는 것을 보여주고 있다. 마우스 난자의 경우 감수분열 과정동안 역동적으로 미세소관 형성 센터(MTOC)가 재조직되는 현상을 보이며 미세소관 형성 센터들(MTOCs)은 세포질과 방추사의 양극에서 발견이 되었다. 무중심립 미세소관 형성 센터(Acentriolar MTOC) 구성성분은 CEP192 단백질과 Pericentrin 단백질을 함유하고 있는데 이는 돼지 난자에서 감수분열 중 난핵포 단계와 난핵포붕괴 단계에서 존재하지 않았지만 감수분열 중기I 단계와 중기II 단계에서는 관찰이 되었다. CEP192의 Knockdown 또는 CEP192의 기능과 관련된 Kinase인 Polo-like kinase1을 억제하였을 때 방추사에서 CEP192와 Pericentrin의 생성과 미세소관 형성을 손상시켰으며 제2극체의 방출을 감소시켰다. 돼지 난자에서 Ran의 농도기울기의 경우 지속적인 억제 또는 지속적인 활성을 시켜서 방해가 되었을 때 미세소관 형성 및 제2극체 방출에 있어서 심각한 손상이 관측되었고 미세소관 형성 센터(MTOC)의 성분들도 감소되었다. 이러한 결과들은 돼지난자에서 Ran과 미세소관 형성 센터(MTOC)에 의해 조절되는 미세소관 형성이 감수분열 중 방추사형성에 중요하다는 것을 증명하며 다양한 방추사형성 메커니즘이 포유류동물의 난자에서 차이가 존재한다는 것을 암시한다.
Mammalian oocytes lack centrioles, but can generate bipolar spindles using several different mechanisms. For example, mouse oocytes have acentriolar microtubule organization centers (MTOCs) that contain many components of the centrosome, and which initiate microtubule polymerization. On the other ha...
Mammalian oocytes lack centrioles, but can generate bipolar spindles using several different mechanisms. For example, mouse oocytes have acentriolar microtubule organization centers (MTOCs) that contain many components of the centrosome, and which initiate microtubule polymerization. On the other hand, human oocytes lack MTOCs and that the Ran-mediated mechanism is responsible for spindle assembly. Full knowledge of the different mechanisms of spindle assembly in various mammalian oocytes is lacking. In this study, I show that both MTOC-mediated and Ran-mediated microtubule formation are required for the functional meiotic metaphase I spindle generation in porcine oocytes. Mouse oocytes underwent dynamic MTOC remodeling during maturation and MTOCs were detected in the cytoplasm and the ends of the spindles. Acentriolar MTOC components including CEP192 and pericentrin were absent in the germinal vesicle and germinal vesicle breakdown stages, but were detected at spindles in metaphase I and II stage porcine oocytes. Knockdown of CEP192 or inhibition of Polo-like kinase 1 activity impaired the recruitment of CEP192 and pericentrin to the spindles, impaired microtubule assembly and decreased the polar body extrusion rate. When the RanGTP gradient was perturbed in porcine oocytes by the expression of dominant negative or constitutively active Ran mutants, severe defects in microtubule formation and cytokinesis were observed, and the localization of MTOC materials in spindles was abolished. The results demonstrate that the stepwise involvement of Ran- and MTOC-mediated microtubule assembly is crucial for the formation of meiotic spindles in porcine oocytes, indicating the diversity of spindle formation mechanisms among mammalian oocytes.
Mammalian oocytes lack centrioles, but can generate bipolar spindles using several different mechanisms. For example, mouse oocytes have acentriolar microtubule organization centers (MTOCs) that contain many components of the centrosome, and which initiate microtubule polymerization. On the other hand, human oocytes lack MTOCs and that the Ran-mediated mechanism is responsible for spindle assembly. Full knowledge of the different mechanisms of spindle assembly in various mammalian oocytes is lacking. In this study, I show that both MTOC-mediated and Ran-mediated microtubule formation are required for the functional meiotic metaphase I spindle generation in porcine oocytes. Mouse oocytes underwent dynamic MTOC remodeling during maturation and MTOCs were detected in the cytoplasm and the ends of the spindles. Acentriolar MTOC components including CEP192 and pericentrin were absent in the germinal vesicle and germinal vesicle breakdown stages, but were detected at spindles in metaphase I and II stage porcine oocytes. Knockdown of CEP192 or inhibition of Polo-like kinase 1 activity impaired the recruitment of CEP192 and pericentrin to the spindles, impaired microtubule assembly and decreased the polar body extrusion rate. When the RanGTP gradient was perturbed in porcine oocytes by the expression of dominant negative or constitutively active Ran mutants, severe defects in microtubule formation and cytokinesis were observed, and the localization of MTOC materials in spindles was abolished. The results demonstrate that the stepwise involvement of Ran- and MTOC-mediated microtubule assembly is crucial for the formation of meiotic spindles in porcine oocytes, indicating the diversity of spindle formation mechanisms among mammalian oocytes.
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