In sich entwickelnden Fötus für das Wohl geopfert Eier

Versorgung der Eier einer Frau ist ein kostbares Gut , denn nur ein paar hundert reifen Eizellen kann während ihrer Lebensdauer hergestellt werden und jeder muss möglichst frei von genetischen Schäden. Ein Teil der Eierproduktion beinhaltet eine Dreschen des Eies Versorgung während der fetalen Entwicklung , Kindheit und im Erwachsenenalter nach unten von einem großen Ausgangs Pool. Neue Forschungsergebnisse von Carnegies Alex Bortvin und Postdoc Safia Malki haben neue Einblicke in den frühesten Stadien der Eierselektions , die weitreichende Auswirkungen für die Gesundheit von Frauen und Fruchtbarkeit haben können gewonnen. Die Arbeit ist in den frühen Online-Ausgabe von Developmental Cell berichtet .

Die strengsten Eierselektions erfolgt in den frühesten Stadien . Noch bevor ein Baby geboren ist, sie bereits 80 Prozent ihres anfänglichen Pool von unreifen Eiern während der fetalen Entwicklung verloren hat. Dieses Phänomen ist bei Primaten und Nagetiere , sowie einige wirbellose Tiere beobachtet , was darauf hinweist , dass es sich für eine lange Zeit der Evolution sprechen gewesen . Aber trotz seiner antiken Ursprungs, nur wenig über , wie diese Entscheidungen getroffen werden verstanden .

Bortvin Team entdeckt, dass die fetale Ei Absterben auf Segmente des Eis DNA Transposons oder bekannt verbunden " springende Gene ". Wie sich entwickelnden Eier die Fähigkeit erlangen, die Entwicklung des Embryos führen , Transposons die Fähigkeit erlangen in Bewegung zu setzen . Diese alten Virus-ähnliche Gene beginnen, um das Ei DNA zu überspringen , wodurch neue Mutationen , wie Transposons Bewegung bewirkt Farbmutationen in Ähren . Transponierbares Element namens LINE1 ist die Wahrscheinlichkeit in Säuger Eier aktiviert werden .


Dieses Bild zeigt Maus fetalen Ovar , deren Eier ( grün gefärbt) wurden vor dem Tod durch AZT geschützt. Blaue Farbe identifiziert genomische DNA in allen Zellen des Eierstocks . Kredit Safia Malki .
Bildnachweis: Safia Malki

Springende Gene können besonders zerstörerisch in Spermien und Eiern , da ein großer Teil ihres genetischen Materials ist ein wesentlicher Bestandteil der Rezeptur für die Entwicklung eines gesunden Kindes . Stellen Sie sich das Genom eines Ei- oder Samen als einen Stapel Papiere , die fotokopiert . Um gelesen und verstanden werden , müssen sie aus dem Kopierer in der gleichen Reihenfolge, wie sie in sie hineingegangen sind . Aber springende Gene sind wie Seiten, die sich in den Stapel einzufügen nach dem Zufallsprinzip , so dass der Lesevorgang schwierig oder sogar unmöglich .

Frühere Studien von Bortvin und andere haben gezeigt, dass männlichen Keimzellen unterdrücken die Bewegung von Transposons , die Minimierung Mutationen und Gewährleistung einer hohen Spermienproduktion . Im Gegensatz dazu Bortvin und Malki entdeckt, dass weibliche Mäuse ermöglichen Transposon Bewegung stattfinden kann , aber dann loszuwerden unreife Eier beherbergen die höchste Zahl von Mutationen vor der weiblichen Maus einmal geboren . Das Team schlägt vor, diesen Spülvorgang ermöglicht die selektive Überleben von unreifen Eiern , deren genetisches Material nur relativ wenige neue Mutationen erworben.

Bortvin Gruppe entdeckte auch, dass der Prozess der unreifen Eier Spülung muß fein ausgeglichen werden. Allzu strenge Überwachung zu ausgeprägter Ei Spülung , zu wenige überlebende Eier und vorzeitigen Verlust der Fruchtbarkeit führen. Überwachung , die nicht streng genug , auf der anderen Seite , würden Eier mit viel springendes Gen bezogene Fehler zu überleben lassen , und führen zu einem hohen Maß an Missbildungen , wie sie durch eine falsche Anzahl von Chromosomen bei den Nachkommen verursacht .

"Unsere Ergebnisse legen nahe, dass der Eierstock eines neugeborenen Mädchens beide " gut " Eier und die dazu bestimmt ist, die zu Down-Syndrom oder Fehlgeburten geben enthält bereits ", sagte Bortvin . " Weitere Untersuchungen können zeigen, dass diese " guten " Zellen zunächst Eisprung und die abnormen Regel später kommen. "

Wichtig ist, Bortvin und Malki entdeckt , dass ein Medikament AZT , die Multiplikation hemmt AIDS verursachenden HIV Virus beim Menschen verändert auch springen Genaktivität in unreifen Eiern. Insbesondere ist es wirksam gegen LINE1 Transposons . Diese Entdeckung wirft die Möglichkeit , dass die Anzahl und Qualität von unreifen Eiern könnte durch medikamentöse Behandlung verbessert werden.

Schließlich wirft Bortvin und Malki Arbeit die Frage, ob diese unreifen Ei Spülung ist eigentlich ein Segen . Trotz ihrer zerstörerischen Kraft , sind springende Gene auch die Quelle der serendipitous genetische Neuheit, die Arten stärker und für das Überleben im Laufe der Zeit besser machen können . Dadurch, dass genau die richtige Menge von nützlichen Transposon -generierte genetische Variation , sind weiblichen Säugetieren geben ihre Nachkommen und Arten die beste Chance, gedeihen in einer unsicheren , gefährlichen Welt .