Science Advances：生殖细胞如何切断父母的脐带

第一个细胞要发育成一个完整的有机体，基因、RNA分子和蛋白质必须以一种复杂的方式共同作用。起初，这个过程是由母体间接控制的。在特定的时间点，GRIF-1蛋白确保后代自己切断这种影响，开始自己的发展过程。马丁·路德大学哈雷-威滕贝格(MLU)的一个研究团队在《科学进展》杂志上详细介绍了这一过程是如何工作的。

　　

   

   

图:图示为秀丽隐杆线虫的成虫和胚胎。在成虫体内，用荧光蛋白(GFP)标记BCC-1蛋白，跟踪其活性。    

图片来源:Uni Halle / AG Christian Eckmann

第一个细胞要发育成一个完整的有机体，基因、RNA分子和蛋白质必须以一种复杂的方式共同作用。起初，这个过程是由母体间接控制的。在特定的时间点，GRIF-1蛋白确保后代自己切断这种影响，开始自己的发展过程。马丁·路德大学哈雷-威滕贝格(MLU)的一个研究团队详细介绍了这一过程是如何工作的。

当一个新的有机体开始发育时，母亲发号施令。在受精过程中，卵细胞和精子融合形成一个新的细胞。然而，细胞分裂的过程，以及新生物如何形成，最初是由母细胞决定的。MLU的遗传学家Christian Eckmann教授解释说:“不管什么生物，细胞分裂最初都是由母亲预先编程的。”母细胞提供了发育的启动集，包括第一批蛋白质和RNA分子，RNA分子是后续蛋白质的蓝图。所有这些都是启动细胞分裂和生物体发育所必需的。

在最初的阶段，细胞无法接触到自身的遗传物质，这限制了细胞自身的发育。“尽管这种母性的贡献对新生物体来说很重要，但在一定程度上，这些成分必须被移除。只有这样，它才能充分利用自己的遗传物质，并追求自己的发展道路，”Eckmann说。这一过程在生殖细胞(配子的前体)中开始的时间要比在体细胞中晚得多，而在体细胞中发育成身体的所有其他细胞。“细胞有很多杀死物质的选择。长寿是靠努力赢得的，”在生殖细胞前体中，所谓的poly-A聚合酶为母亲的短命RNA分子提供了一种保护帽，以确保它们活得更长。

在模型生物线虫的实验中，Eckmann的团队在生殖细胞的分子水平上发现了剪脐带过程是如何工作的。在某一阶段，细胞开始产生蛋白质GRIF-1。这个过程的指令来自母体RNA。一旦蛋白质形成，它就开始寻找母体聚a聚合酶，与之结合，并在其上附着一种标记。Eckmann说:“这就像GRIF-1用来标记将要被降解的母体蛋白质的一面旗帜。”这引发了一个连锁反应:一旦聚合酶被破坏，它们就不能再在母体RNA分子上附着新的保护帽，而这一保护帽本来可以保护它们不被降解，因此，就无法构建新的母体蛋白质。“最终，所有母体RNA分子和蛋白质都被清除。生殖细胞可以完全获取其遗传物质，并可以继续自行发育，”Eckmann总结道。目前还不清楚细胞是如何知道它必须产生GRIF-1以及它必须激活自己的遗传物质的。

顺便说一句，这个漫长的母系控制过程是有原因的：生殖细胞中的遗传物质通过精子或卵子传递给后代。因此，它必须尽可能完整和无错误地保存。研究人员人为地阻止了这种降解过程在实验室中发生，“这一过程的中断会导致很多问题。生殖系不能强壮地发育，线虫的后代每一代都变得更不育，”Eckmann说。

这项工作得到了德国研究基金会在研究训练组"GRK 2467:本质紊乱的蛋白质——分子原理、细胞功能和疾病"框架内的支持。

文章标题

在秀丽隐杆线虫中，种系的不朽依赖于trim32介导的母体mRNA激活子的周转