Посещений:
ФАКТОР НУКЛЕОТИДНОГО ОБМЕНА RIC-8

Раннее Развитие Млекопитающих: Гаструляция

Nucleotide Exchange Factor RIC-8 Is Indispensable in Mammalian Early Development
Tambet Tonissoo, Sirje Lulla, Riho Meier, Merly Saare, Katrin Ruisu, Margus Pooga, Alar Karis
Developmental Dynamics 239:3404-3415, 2010.

The guanine nucleotide exchange factor RIC-8 is a conserved protein essential for the asymmetric division in the early embryogenesis in different organisms. The function of RIC-8 in mammalian development is not characterized so far. In this study we map the expression of RIC-8 during the early development of mouse. To elucidate the RIC-8 function we used Ric-8 mutant embryos. The Ric-8-/- embryos reach the gastrulation stage but do not develop further and die at E6.5-E8.5. We characterized the Ric-8-/- embryonic phenotype by morphological and marker gene analyses. The gastrulation is initiated in Ric-8-/- embryos but their growth is retarded, epiblast and mesoderm disorganized. Additionally, the basement membrane is defective, amnion folding and the formation of allantois are interfered, also the cavitation. Furthermore, the orientation of the Ric-8 embryo in the uterus was abnormal. Our study reveals that the activity of RIC-8 protein is irreplaceable for the correct gastrulation of mouse embryo. Developmental Dynamics 239:3404-3415, 2010. 2010 Wiley-Liss, Inc.

RIC-8 (также SYNEMBRYN или RTC-8A), цитоплазматический белок в 63-kDa был охарактеризован при скрининге мутантов Caenorhabditis elegans (Miller et al., 2000). Он действует как guanine nucleotide exchange factor (GEF) у разных организмов. таких как C. elegans, Drosophila melanogaster и млекопитающие (Miller et al., 2000; Tall et al., 2003; Afshar et al, 2004; Cou-wenbergs et al., 2004; David et al., 2005). RIC-8 ассоциирует с GDP-связывающими Gα белками, стимулируя высвобождение GDP и формируя стабильный nucleotide transition state комплекс, который диссоциирует связь GTP с Gα (Tall et al., 2003), RIC-8 способен взаимодействовать со всеми тремя основными классами Gα, которые участвуют в передаче синаптических сигналов (Miller et al., 2000; Miller and Rand, 2000; Klattenhoff et al., 2003; Tall et al., 2003; Cou wen bergs et al., 2004). У C. elegans, он участвует в сигнальных сетях, которые регулируют высвобождение нейротрансмиттеров путем контроля за продукцией и потреблением diacylglycerol (Miller et al., 2000). Черви с мутацией в RIC-8 обнаруживают выраженные нейрональные фенотипические отклонения; они резистентны к cholinesterase ингибитору aldiearb, неспособны откладывать яйца и снижены их скорость передвижения и сгибание тела (Miller et al., 2000). Анализ эпистаза ric-8 нулевых мутантов C. elegans показал, что RIC-8 необходим для активности как Gqα так и Gsα пути в сети передачи синаптических сигналов (Reynolds et al., 2005). Сходным образом RIC-8 мышей потенциирует Gq-обеспечиваемую сигнальную трансдукцию в интактных клетках, используя новый механизм G-protein регуляции у позвоночных (Nishimura et al., 2006). У взрослых мышей, RIC-8 экспрессируется в регионах головного мозга, участвуя в регуляции поведения, напр., неокортекса, cingulated cortex, полосатого тела, гиппокампа, мозжечка и шишковидной железы (Tonissoo et al.. 2003, 2006). Недостаточность RIC-8 у гетерозиготных мышей ведет к усилению страха и вызывает проблемы с пространственной памятью и повторному обучению, указывая тем самым, что он важен для регуляции памяти и эмоционального поведения (Tonissoo et al., 2006). Кроме того, было показано, что RIC-8 экспрессируется в большой части клеток вкусовых почек мыши, где он потенциирует передачу сигналов вкусовых рецепторов(Fenech et al., 2009).
Помимо действия в качестве рецепторами обусловленной передачи сигналов RIC-8 играет жизненно важную роль в асимметричных делениях клеток. Он помогает расположению митотического веретена, миграции ядра и др. связанным с центросомами событиям во время раннего эмбриогенеза C. elegans (Miller and Rand, 2000; Afshar et al., 2004, 2005; Couwenbergs et al., 2004; Wilkie and Kinch, 2005) и участвует в формировании нейробластов и клеток сенсорных предшественников у Drosophila (David et a!., 2005; Hampoelz et al., 2005; Wang et al., 2005). Биохимические исследования функции RIC-8 у млекопитающих подтверждают, что он регулирует силы тяги микротрубочек на центросомы во время клеточного деления (Tall and Oilman, 2005). Недавние исследования продемонстрировали, что RIC-8 млекопитающих участвует в сборке кортикальных сигнальных комплексов, которые ориентируют митотическое веретено (Woodard et al., 2010). Мутанты с пониженной функцией ric-8у C. elegans характеризуются эмбриональной летальностью (Miller and Rand. 2000), тогда как ric-8 мутанты Drosophila обнаруживают разнообразные дефекты во время асимметричных делений клеток и в гаструляции (Hampoelz et al., 2005; Wang et al., 2005). Хотя критическая роль RIC-8 в эмбриогенезе C. elegans и Drosophila хорошо известна, его функция у млекопитающих охарактеризована слабо. Во время развития нервной системы мыши, пространственная и временная экспрессия RIC-8 ограничивается в основном нервными клетками. На ст. E9.5-E12.5 эмбриогенеза мыши RIC-8 экспрессируется в краниальных ганглиях, нервной трубке, в симпатических цепях и ганглиях дорсальных корешков, в развивающемся головном мозге, глазах и ушах (Tonissoo et al.. 2003).
Чтобы охарактеризовать функцию nucleotide exchange factor RIC-8 в развитии млекопитающих на ранних стадиях мы использовали мышей с мутацией в гене Ric-8 (Tonissoo et al., 2006). Мы картировали нарушения развития у мутантных RIC-8 эмбрионов и продемонстрировали, что эмбрионы, лишенные RIC-8 были способным имплантироваться и инициировать гаструляцию. Однако их развитие останавливалось на ст. гаструляции и Ric-8 эмбрионы погибали между E6.5-E8.5. Следовательно, активность белка RIC-8 невозместима для нормальной гаструляции у мышей.
Сайт создан в системе uCoz