标题可能翻译的不太好,这篇综述写的很有意思,值得研究受精卵、转录本、发育相关的人士阅读。 文中借用莎士比亚戏剧的方式,阐述了从母本到合子过渡时期(MZT)转录本的差异变换,这种转变类似于戏剧中的两幕。

maternal-to-zygotic transition (MZT): the period that begins with the elimination of maternal transcripts, continues through the production of zygotic transcripts and ends with the first major morphological requirement for zygotic transcripts in embryonic development.

mid-blastula transition (MBT): is a stage during the blastula stage of embryonic development in which zygotic gene transcription is activated.

MZT和MBT不完全相同,但也不好区分,具体请查阅相关文献,在本文中,我觉得它没解释MBT是什么,只是说我们要用MZT,MZT是个时期,而不是一个时间点。

母本到合子的过渡可以分为两个进程:1.一部分母本mRNA和蛋白质消失;2.合子转录开始。

合子转录出的转录本后续的蛋白质和micorRNA产物会返回来加强母本mRNA降解。初期在合子中合成的的mRNA也是催化剂,会加强合子的转录。

卵子的激活(活化)在不同生物中有不同的驱动因子,例如棘皮动物、线虫、脊椎动物中,受精会使卵子活化。 而在一些孤雌生殖的昆虫中,离子环境、pH值,机械刺激才是驱动卵子活化的因素。

文章中说转录本降解也能分为两个部分:一个是母本的,当母本活动使会导致20%的母本转录本不稳定(开始降解); 另一个是合子的,合子活动使会进一步导致15%的母本转录本不稳定。所以总共35%的母本转录本会在MZT时期降解掉。

第一幕:母本时期母本基因组降解

在这个时期一些转录本稳定,另一些转录本不稳定,这两类转录本也就很大差别,在果蝇中稳定的子集中富集了同RNA过渡(蛋白结合,代谢,翻译)相关的转录本。 说明了在MZT和之后的时期的生物学过程都需要这样的转录本。 小鼠对于过渡时期降解和稳定的转录本与果蝇类似,小鼠主要降解的是细胞周期相关的,稳定的是蛋白结合,代谢,翻译相关的转录本,但是这些转录本都是在合子时期富集,而不是在前一阶段母本时期富集。 这说明果蝇卵细胞需要快速发育,而哺乳动物的卵细胞发育时间相对较长,有充足的时间让合子产生这些组分。

那么母本转录本的降解究竟是为什么呢?

  • 猜测1.为了平衡受精卵中的mRNA总量
  • 猜测2.由于早期发育的需要,部分母本mRNA必须降解
  • 猜测3.母本mRNA的降解是有指导作用的,而不是散漫的,指导细胞周期的快慢

这几个假说都不是互斥的。

For example, the elimination of maternal cell cycle mRNAs could be both instructive (slowing the cell cycle) and permissive (allowing patterned mitoses after the MZT)

第二幕:合子时期合子基因组激活

文中提到了四个机制,并强调这几个机制并不互斥

  1. Nucleocytoplasmic ratio
  2. Maternal clock
  3. Transcript abortion
  4. Chromatin regulation

其中4中说ZGA时期同染色质修饰有关,这个很有意思。

单词本

英文 中文 英文 中文
maternal 母亲的 morphogenetic 有关型态发育
sculpt 雕刻 prologue 开场白,序幕
oogenesis 卵子发生 mitotic 有丝分裂
eliminate 消除 activator 催化剂
echinoderm 棘皮动物 amphibian 两栖动物
parthenogenesis 孤雌生殖 osmotic 渗透的,渗透性
signal-transduction cascade 信号转导级连 resumption 重新开始
blastula 囊胚 cytoskeletal 细胞支架
ensue 继而产生 asynchronous 异步的
cytokinesis 细胞(浆)移动 synchronous 同时存在
syncytial 多核体 gastrulation 原肠胚形成
cataclysmic 大变动,洪水的 onset 初期,开始
pleiotropic 多效性,多向性 temporal coupling 时间耦合
mediator 调停者 clearance 清洁
abrogate 废除 essential 必要的
instructive 有益,指导 permissive 自由的,容许
successive 连续的 titrate 滴定法测量
polyploid 多倍体 depletion 消耗
catalytically 催化 cycloheximide 放线菌酮
deplete 耗尽 sequester 使隔绝
elicite 诱导 protamine 精蛋白
anteroposterior 前后的 amanitin 蝇蕈素,鹅膏素
pleiotropic 多效性 exert 运用