EGG ACTIVATION
ЯИЦ АКТИВАЦИЯ

Ооцит окружен двумя физиологическими барьерами: cumulus oophorus и zona pellucida, сквозь которые должен пройти сперматозоид. Взаимодействие мембран спермия и яйцеклетки вызывает серию клеточных реакций в яйцеклетке (egg activation). Ранние события (происходящие в течение первого часа): временное увеличение внутриклеточного Са²⁺; ассоциированная реакция экзоцитоза (экзоцитоз кортикальных гранул). Поздние события (происходящие спустя 1 час): возобновление мейоз/клеточный цикл; изменение внутриклеточного рН; использование метеринских мРНК; формирование пронукеуса; инициация синтеза ДНК и дробление.	Первой ступенью активации яйца является взаимодействие плазменных мембран спермия и яйцеклетки. Это взаимодействие осуществляется в два этапа: соединение и слияние. См.слияние гаметМенее 0,05% поверхности яйца взаимодействует со спермием. Генерируемый в месте взаимодействия мембран сигнал амплифицируется и вызывает временные и пространственные изменения, необходимые для регуляции активации яйца. Существует 2 гипотезы, объясняющие активацию яиц. Гипотеза активации яиц посредством рецепторов Рецепторная гипотеза принимает во внимание 3 системы передачи сигналов. А. адгезия посредством интегриновых рецепторов; Б - рецепторы, связанные с гетеромерными гуанин связывающими регуляторными белками (G protein) и В - тирозин-киназные рецепторы ростовых факторов. А. Adhesion associated signaling model Наблюдается широкий спектр клеточных реакций в ответ на слипание клеток с субстратом внеклеточного мотрикса, включая фосфорилирование тирозина увеличение рН, стимуляцию фосфолипазы С, протеин-киназы С, активацию МАР киназы, возрастание внутриклеточного кальция, перестроку цитоскелета и изменения экспрессии генов. Большая часть клеточных реакций на адгезию сходна с реакциями, наблюдаемыми при активации яиц; реакциии эти обеспечиваются кластерами рецепторов. Фертилин β возможно участвует в активации айца посредством стимуляции яйцевых интегринов. Б. G protein receptor model Взаимодействие лигандов, производных спермиев, с ассоциированными с яйцеклетками рецепторами спермиев может приводить к купированию их с и активации G белков. Активация G белков ведет к образованию двух потенциальных переносчиков сигналов α-субъединицы и βγ-гетеродимера, которые взаимодействуют с разными эффекторными молекулами: например с ионными канальцами, аденилат циклазой, фосфолипазой С-β. Активация этих эффееторов влечет за собой продукцию сторичных мессенджеров, регулирующих ранние и поздние события процесса активации яйца. Например, введение мРНК m1 мускаринового рецептора человека в яйцо мыши, который, как известно, купируется с G белками, позволяет ему реагировать на ацетилхолин и обеспечивать конверсию гликопротеинов прозрачной оболочки ZP2 -> ZP2f (результат экзоцтоза кортикальных гранул), у 30% яиц при этом формируется пронуклеус, что сопровождается синтезом ДНК, дроблением на две клетки и активацией их генома. Pertussis toxin-нечувствительный G белок, присутствующий в яйцах мыши является кандидатом на роль медиатора указанных выше эффектов. Микроинъекции фосфодуцина, ретинального белка с высоким сродством к свободным β͏ субъединиц G белка, ингибируют возобновление клеточного цикла (выход из мейоза), продукцию вторичных полярных телец и формирование пронуклеуса. Однако его микроинъекции не ингибируют конверсию ZP2. Более поздние события могут быть связаны с G белками семейства rho. B. Receptor tyrosine kinase model Большая часть из поздних событий активации яиц может рассматриваться как митогенные события (стимуляция метаболизма, окончание мейоза, инициация митозов, активация эмбрионального генома). Поэтому возможн, что тирозин-киназные рецепторы ростовых факторов или фосфорилирование тирозина могут играть важную регуляторную роль в активации яиц. ИНгибиторы тирозин-киназ нарушают поздние события: таке как миграция пронуклеусов, синтез ДНК и дробление. Избыточная экспрессия химерных рецепторов PDGF/FGF и EGF рецепторов обусловливает повышение уровня внутриклеточного кальция и подъем fertilization enveloppe. Гипотеза активации яиц посредством содержимого спермия Fusion hypothesis of egg аctivation Слияние плазматических мембран спермия и яйцеклетки является обязательным для в этом случае. Задержка ("латентный период") в активации яйца между слдиянием мембран и началом поступления кальция в яйцо (предшествующего волне экзоцитоза кортикальных гранул) составляет 10-15 сек. Предполагается, что это время необходимо для для высвобождения и диффузии в цитоплазму яйца активатора из спермия. Инъекции растворимых экстрактов из спермиев морского ежа вызывают кортикальную реакцию. Экстракты из спермиев кроликов, хомячков или кабанов вызывают гиперполяризацию мембран, поступление кальция в яйцо, экзоцитоз кортикальных гранул, формирование пронуклеусов и дробление. Из спермиев хомячков выделен белок осциллин (oscillin), способный вызывать осциляции ионов кальци. Однако экстракты из мышиных спермиев не вызывают активации яиц. Предлагаемые гипотезы не являются взаимоисключающими(Evans, Kopf, 1998) .

Первой ступенью активации яйца является взаимодействие плазменных мембран спермия и яйцеклетки. Это взаимодействие осуществляется в два этапа: соединение и слияние. См.слияние гаметМенее 0,05% поверхности яйца взаимодействует со спермием. Генерируемый в месте взаимодействия мембран сигнал амплифицируется и вызывает временные и пространственные изменения, необходимые для регуляции активации яйца. Существует 2 гипотезы, объясняющие активацию яиц.

Гипотеза активации яиц посредством рецепторов

Рецепторная гипотеза принимает во внимание 3 системы передачи сигналов. А. адгезия посредством интегриновых рецепторов; Б - рецепторы, связанные с гетеромерными гуанин связывающими регуляторными белками (G protein) и В - тирозин-киназные рецепторы ростовых факторов.

А. Adhesion associated signaling model
Наблюдается широкий спектр клеточных реакций в ответ на слипание клеток с субстратом внеклеточного мотрикса, включая фосфорилирование тирозина увеличение рН, стимуляцию фосфолипазы С, протеин-киназы С, активацию МАР киназы, возрастание внутриклеточного кальция, перестроку цитоскелета и изменения экспрессии генов. Большая часть клеточных реакций на адгезию сходна с реакциями, наблюдаемыми при активации яиц; реакциии эти обеспечиваются кластерами рецепторов. Фертилин β возможно участвует в активации айца посредством стимуляции яйцевых интегринов.

Б. G protein receptor model
Взаимодействие лигандов, производных спермиев, с ассоциированными с яйцеклетками рецепторами спермиев может приводить к купированию их с и активации G белков. Активация G белков ведет к образованию двух потенциальных переносчиков сигналов α-субъединицы и βγ-гетеродимера, которые взаимодействуют с разными эффекторными молекулами: например с ионными канальцами, аденилат циклазой, фосфолипазой С-β. Активация этих эффееторов влечет за собой продукцию сторичных мессенджеров, регулирующих ранние и поздние события процесса активации яйца.

Например, введение мРНК m1 мускаринового рецептора человека в яйцо мыши, который, как известно, купируется с G белками, позволяет ему реагировать на ацетилхолин и обеспечивать конверсию гликопротеинов прозрачной оболочки ZP2 -> ZP2f (результат экзоцтоза кортикальных гранул), у 30% яиц при этом формируется пронуклеус, что сопровождается синтезом ДНК, дроблением на две клетки и активацией их генома. Pertussis toxin-нечувствительный G белок, присутствующий в яйцах мыши является кандидатом на роль медиатора указанных выше эффектов.

Микроинъекции фосфодуцина, ретинального белка с высоким сродством к свободным β͏ субъединиц G белка, ингибируют возобновление клеточного цикла (выход из мейоза), продукцию вторичных полярных телец и формирование пронуклеуса. Однако его микроинъекции не ингибируют конверсию ZP2. Более поздние события могут быть связаны с G белками семейства rho.

B. Receptor tyrosine kinase model
Большая часть из поздних событий активации яиц может рассматриваться как митогенные события (стимуляция метаболизма, окончание мейоза, инициация митозов, активация эмбрионального генома). Поэтому возможн, что тирозин-киназные рецепторы ростовых факторов или фосфорилирование тирозина могут играть важную регуляторную роль в активации яиц. ИНгибиторы тирозин-киназ нарушают поздние события: таке как миграция пронуклеусов, синтез ДНК и дробление. Избыточная экспрессия химерных рецепторов PDGF/FGF и EGF рецепторов обусловливает повышение уровня внутриклеточного кальция и подъем fertilization enveloppe.

Гипотеза активации яиц посредством содержимого спермия

Fusion hypothesis of egg аctivation
Слияние плазматических мембран спермия и яйцеклетки является обязательным для в этом случае. Задержка ("латентный период") в активации яйца между слдиянием мембран и началом поступления кальция в яйцо (предшествующего волне экзоцитоза кортикальных гранул) составляет 10-15 сек. Предполагается, что это время необходимо для для высвобождения и диффузии в цитоплазму яйца активатора из спермия. Инъекции растворимых экстрактов из спермиев морского ежа вызывают кортикальную реакцию. Экстракты из спермиев кроликов, хомячков или кабанов вызывают гиперполяризацию мембран, поступление кальция в яйцо, экзоцитоз кортикальных гранул, формирование пронуклеусов и дробление. Из спермиев хомячков выделен белок осциллин (oscillin), способный вызывать осциляции ионов кальци. Однако экстракты из мышиных спермиев не вызывают активации яиц.

Предлагаемые гипотезы не являются взаимоисключающими(Evans, Kopf, 1998) .

ЯИЦ АКТИВАЦИЯ

Гипотеза активации яиц посредством рецепторов

Гипотеза активации яиц посредством содержимого спермия