卵母細胞における能動的な拡散は、原相Iと減数分裂Iの間に大きな物体を非特異的にセンタリングする

Active diffusion in oocytes nonspecifically centers large objects during prophase I and meiosis I.

• Alexandra Colin
• Gaëlle Letort
• Nitzan Razin
• Maria Almonacid
• Wylie Ahmed
• Timo Betz
• Marie-Emilie Terret
• Nir S Gov
• Raphaël Voituriez
• Zoher Gueroui
• Marie-Hélène Verlhac

抄録

マウス卵母細胞における核の中心化は、アクチン陽性小胞活性の勾配に起因しており、発生の成功に不可欠である。ここでは、3Dモデルシミュレーションを解析し、アクチン陽性小胞の持続性の勾配がどのように異なる大きさの物体の中心化につながるかを実証した。外因性のパッシブトレーサーの輸送を追跡することで、モデル予測を検証する。活性の勾配は、有効な圧力勾配に似たセンタリング力を誘導し、核の速度に匹敵する速度で油滴のセンタリングにつながる。シミュレーションと実験結果から、勾配を受けた不動態粒子は中心に向かって偏った拡散を示すことがわかった。驚くべきことに、減数分裂Ⅰ期では、染色体が逆方向に移動しているにもかかわらず、中心化機構が維持されていることを観察した。結論として、私たちの発見は、染色体の中心化とオフセンター化という相反する二つの機能に、共通の分子がどのように関与しているのかを理解させるものである。

Nucleus centering in mouse oocytes results from a gradient of actin-positive vesicle activity and is essential for developmental success. Here, we analyze 3D model simulations to demonstrate how a gradient in the persistence of actin-positive vesicles can center objects of different sizes. We test model predictions by tracking the transport of exogenous passive tracers. The gradient of activity induces a centering force, akin to an effective pressure gradient, leading to the centering of oil droplets with velocities comparable to nuclear ones. Simulations and experimental measurements show that passive particles subjected to the gradient exhibit biased diffusion toward the center. Strikingly, we observe that the centering mechanism is maintained in meiosis I despite chromosome movement in the opposite direction; thus, it can counteract a process that specifically off-centers the spindle. In conclusion, our findings reconcile how common molecular players can participate in the two opposing functions of chromosome centering versus off-centering.

© 2020 Colin et al.