Entwicklungsbiologen waren lange Zeit von den ersten Schritten des Lebens fasziniert. Ein Punkt blieb jedoch ungeklärt.
Ein Forschungsteam einschließlich Antonio Giraldez vom Department of Genetics der Yale University wurde daran gearbeitet, herauszufinden, wie unser Genom erwacht und wie wir beginnen, Stunden nach der Befruchtung zu entwickeln.
Beginnen wir am Anfang.
Nur wenige Stunden nach der Befruchtung wird durch Chromosomen aus der Eizelle und dem Sperma ein einzigartiges Genom erzeugt. Dieses Genom ist jedoch zunächst inaktiv.
Damit die Embryonalentwicklung beginnen kann, muss dieses Genom aktiviert werden. Dies ist dann der Beginn der Entwicklung eines Embryos.
"Dies ist der Beginn des Lebens aus embryonaler Sicht"
Giraldez sagte: "Was nicht klar war, ist, wie und was die Transkriptionsaktivität des embryonalen Genoms ankurbelt, so dass der Embryo beginnt, die Kontrolle über seine eigene Entwicklung mit seiner eigenen genetischen Blaupause zu übernehmen."
Giraldez und sein Team stellten fest, dass zwei Faktoren erforderlich sind, um die DNA im Genom zu aktivieren.
Ihre Forschung wurde am Montag in der Zeitschrift veröffentlicht Entwicklungszelle .
Das Team konzentrierte seine Forschung auf das Transkriptionsmuster im Kern von Zebrafischembryonen. Anschließend erstellten sie Werkzeuge zur Visualisierung des ersten aktivierten Gens im Zebrafischgenom.
"Jetzt können wir visuell in den Kern schauen und analysieren, wie das erste Gen im stillen Genom erweckt wird", sagte Shun Hang Chan , Hauptautor der Studie.
Welche zwei Faktoren werden benötigt?
Das Team entdeckte bei der Beobachtung der Zebrafischembryonen, dass zwei Proteine benötigt werden, um das Genom zu aktivieren : P300 und Brd4 . Beide werden von der Frau produziert.
Wenn eines oder beide dieser Proteine blockiert sind oder ihre Aktivität gestört ist, wird wiederum die Entwicklung des Embryos blockiert.
Das Team stellte fest, dass diese beiden Proteine, selbst wenn sie blockiert sind, dies umgehen könnten, indem sie das embryonale Genom durch künstliche Induktion von P300 und Brd4 aktivieren.
"Diese molekularen Faktoren wirken als eine Art molekularer Timer, der den Zeitpunkt des Erwachens des Genoms festlegt", sagte Giraldez.
"Das Auffinden dieser Schlüsselfaktoren, die an der Aktivierung des Genoms beteiligt sind, ist der entscheidende erste Schritt, um zu verstehen, wie das Leben beginnt."