Kinázová signalizace v meióze I savčích oocytů

Abstract

Polo-like kináza 1 (PLK1) patří do rodiny serin-threonin kináz řídících buněčný cyklus, podílí se na kontrole mitózy a přispívá rovněž k regulaci meiotického dělení. S použitím akutní farmakologické inhibice a metody Live Cell Imaging (LCI) se nám podařilo charakterizovat roli PLK1 v meióze I myších oocytů. Jaderná membrána oocytů s inhibovanou PLK1 se začíná rozpadat výrazně později než jaderná membrána kontrolních oocytů. Po inhibice PLK1 je také opožděno zahájení kondenzace chromatinu. Zároveň se, na rozdíl od kontrolních oocytů, jaderná membrána po inhibice PLK1 nezačíná rozpadat společně se zahájením kondenzace chromatinu - v oocytech s inhibovanou PLK1 se jaderná membrána rozpadá až ve chvíli, kdy je chromatin téměř úplně zkondenzován. Také trvání rozpadu jaderné membrány a kondenzace chromatinu je inhibicí PLK1 prodlouženo. Je známo, že v somatických buňkách zabraňuje inhibice PLK1 výstavbě dělícího vřeténka se dvěma póly. V myších oocytech to ale neplatí, tam se i po inhibici PLK1 bipolární dělící vřeténko vytváří, ačkoli jeho výsledný objem je menší než u kontrolních oocytů. I přes to, že jsou myší oocyty i po inhibici PLK1 schopny sestavit bipolární dělící vřeténko, zůstávají zastaveny před zahájením anafáze a nedochází u nich k segregaci chromosomů. Také somatické buňky s inhibovanou PLK1...

PLK1 belongs to the extended family of serine/threonine kinases controlling the cell cycle. It is well known for its role in the control of mitosis and contributes also to the regulation of meiotic division. On a basis of Live Cell Imaging (LCI) experiments we can describe the phenotype of the oocytes with PLK1 inhibited by small molecular inhibitor BI2536. PLK1 inhibition leads to delayed nuclear envelope breakdown (NEBD) and chromatin condensation (CC) and also causes desynchronization of NEBD and CC; in contrast to control oocytes, PLK1 inhibited oocytes break down their nuclear envelope with chromatin almost fully condensed. Also duration of these two early nuclear events is prolonged in oocytes with inhibited PLK1. In contrast to somatic cells, PLK1 inhibition in mouse oocytes does not prevent assembly of spindle with two distinct poles but affects the final spindle volume. Similar to somatic cells, mouse oocytes with PLK1 inhibited from the beginning of the meiotic maturation stay arrested in metaphase I but in the case of mouse oocytes, this block is not dependent on Spindle Assembly Checkpoint (SAC) persisting activity. When mouse oocytes are synchronized on metaphase I/anaphase I transition by proteasome inhibition and then PLK1 kinase activity is inhibited, about 2/3 of the oocytes stay arrested...