Растущее количество данных клинических вспомогательных репродуктивных технологий установило широко распространенный характер и распространенность геномной и генетической нестабильности у человека.
Прошло более 20 лет с момента первого изучения модели центриоли которая была предложена Сатанантаном и Траунсоном с небольшими модификациями или включением новых данных, если таковые вообще были.
В этом исследовании рассматриваются убедительные работы у людей и крупного рогатого скота, что ставит под сомнение эти оригинальные идеи и обеспечивает новую основу для углубления в роль центриолей и центросом на раннем этапе развития, что может иметь фундаментальное значение в лечении бесплодия.
На рисенке ниже представлена модель центриолярной структуры и функции после детертилизации.
А,B. Центриольный клеточный цикл состоит из четырех основных стадий деления соматических клеток.
C, D Центриольный клеточный цикл у раннего эмбриона.
С у крупного рогатого скота, человека и многих других млекопитающих сперматозоиды имеют две центриоли: проксимальную центриоль (PC) и атипичную дистальную центриоль (DC), которая прикреплен к аксонеме (Ax). Во время оплодотворения центриоли сперматозоидов попадают в яйцеклетку, образуя крупные сперматозоидную астру или зиготическая центросому, которая помогает в миграции пронуклеаров.
Начальная единственная зиготическая центросома распадается на две центросомы, которые перемещаются к месту соединения двух пронуклеусов, где они поляризуются отцовский (синий) и материнский (розовый) геномы, а также тельца-предшественники ядрышка (NPB). Такая локализация приводит к
эуплоидии и здоровой беременности.
D Атипичные центриоли сперматозоидов и другие формы атипичных центриолей, такие как полярные тельца, которые можно обнаружить
в зиготе и бластомерах и рекрутируют перицентриолярный материал
(PCM), образуют центросомы и действуют как платформа для управления центриолярными формациями («дупликация центриолей»). SC – полосчатые колонны; SB, полосатое тело. Были получены примеры снимков электронной микроскопии Рустемом Узбековым. Черные ящики окружают один раздел или серию последовательных разделов. cMT – центральные микротрубочки фагеллума; пМТ, периферические микротрубочки фагеллума; PCo – полярные тельца; PC – проксимальная центриоль; бМТ, пучки атипичных центриольных микротрубочек, proC – процентриоль; MC – зрелая центриоль.
E В сперматозоидах с аномальными центриолями (красные), аномальные астры образуются после оплодотворения. Геномы пронуклеаров и тела-предшественники ядрышка неправильно поляризованы, что приводит к эмбриональной анеуплоидии/мозаицизму (красный) и выкидышу
Выводы:
Таким образом, предполагаемое происхождение эмбриональных центриолей крупного рогатого скота выглядит следующим образом:
1) Зрелые ооциты не имеют центриолей.
2) Сперматозоиды снабжают зиготу двумя центриолями: одной структурно канонический (проксимальная центриоль) и другой, которая структурно нетипична и прикреплена к основанию аксонемы (дистальная центриоль сперматозоида).
3) Структуры сперматозоидов проксимальные и дистальные.
В зиготе модифицируются центриоли и образуются две новые структурно атипичные зиготические центриоли.
4) Бластомеры могут иметь разнообразные центриолярные структуры,
включая атипичную дистальную центриоль, прикрепленную к основанию аксонемы и модифицированная проксимальная центриоль. Новые
центриоли образуются во время клеточных циклов бластомеров и могут быть канонические с неправильной длиной или атипичные с дезорганизованными микротрубочками, встроенными в электронно-плотный материал. Дистальная центриоль, прикрепленная к хвосту спермия, сохраняется у некоторых эмбрионов по крайней мере до 14 бластомеров. стадия, на которой он связан с процентриолью (триплетные микротрубочки) и астральные микротрубочки, что позволяет предположить что дистальная центриоль сперматозоидов или ее производное остается функциональным, несмотря на свою атипичную структуру.
5) Новые канонические центриоли начинают появляться после третьего
расщепления.
