Cell Surface Changes During the Egg-to-Embryo Transition

卵子到胚胎转变过程中细胞表面的变化

• 批准号: 8051018
• 负责人: GARY M WESSEL
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: BROWN UNIVERSITY
• 依托单位国家: 美国
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 美国
• 起止时间: 2010-05-01 至 2010-09-30
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://reporter.nih.gov/project-details/8051018
• 关键词: Animals; Biochemical; Calcium Binding; Cell Surface Proteins; Cell membrane; Cell surface; Cells; Cleaved cell; Cytoplasmic Granules; Cytoplasmic Protein; Development; Embryo; Endocytosis; Enzyme Activation; Enzymes; Excision; Fertilization; Genetic Transcription; Genomics; Germ Cells; Hour; Human; Hydrogen Peroxide; Insemination; Learning; Lipids; Mammals; Maternal Messenger RNA; Membrane Proteins; Methods; Mutate; N-terminal; Oocytes; Outcome Study; Oxidases; Peptide Hydrolases; Population; Process; Production; Proteins; Regulation; Research; Resources; Sea Urchins; Serine Protease; Serpins; Signal Transduction; Starfish; Strongylocentrotus purpuratus; Testing; Vertebrates; base; egg; genome sequencing; protein function; reproductive; research study; sperm cell

PROJECT¿SUMMARY¿ ¿ If¿fertilized,¿all¿eggs¿undergo¿an¿egg?to?embryo¿transition.¿Within¿minutes¿or¿ hours¿of¿insemination,¿depending¿on¿the¿animal,¿the¿egg¿shuffles¿its¿existing¿molecular¿ machinery¿and¿transforms¿itself¿into¿a¿cell¿with¿vastly¿different¿developmental¿potential.¿ The¿first¿mechanistic¿alteration¿of¿this¿egg?to?embryo¿transition¿establishes¿the¿block¿to¿ polyspermy,¿which¿is¿followed¿by¿and¿integrated¿with¿the¿turnover¿of¿maternal¿mRNA¿ and¿cytoplasmic¿proteins,¿altered¿signal¿transduction¿capabilities,¿and¿changes¿at¿the¿cell¿ surface¿including¿addition¿and¿removal¿of¿specific¿membrane¿proteins¿and¿lipids.¿This¿ transition¿is¿independent¿of¿new¿transcriptional¿activity,¿and¿for¿technical¿reasons,¿a¿ majority¿of¿recent¿research¿towards¿understanding¿the¿egg?to?embryo¿transition¿has¿ focused¿on¿signal¿transduction¿mechanisms¿and¿changes¿in¿mRNAs.¿The¿sea¿urchin¿and¿ starfish,¿however,¿offer¿an¿opportunity¿to¿examine¿the¿changes¿that¿occur¿specifically¿at¿ the¿cell¿surface.¿While¿the¿details¿of¿this¿process¿differ¿among¿animals,¿as¿with¿much¿of¿ the¿reproductive¿phenomena,¿all¿eggs¿undergo¿this¿general¿transition.¿We¿will¿take¿ advantage¿of¿the¿sea¿urchin¿and¿starfish¿because¿1)¿millions¿of¿oocytes,¿eggs¿and¿ embryos¿are¿readily¿obtained;¿2)¿all¿the¿major¿proteins¿of¿the¿cortical¿granules¿have¿been¿ defined;¿3)¿the¿egg¿and¿oocyte¿plasma¿membrane¿can¿be¿manipulated¿experimentally¿in¿ many¿ways;¿and¿4)¿the¿genome¿sequence¿and¿genomic¿resources¿from¿the¿sea¿urchin¿ Strongylocentrotus¿purpuratus¿are¿available.¿Results¿of¿this¿study¿will¿elucidate¿conserved¿ mechanisms¿of¿this¿major¿developmental¿transition¿in¿all¿animals.¿Furthermore,¿because¿ the¿changes¿examined¿here¿are¿at¿the¿cell¿surface,¿they¿will¿help¿clinicians¿develop¿new¿ methods¿to¿non?invasively¿assess¿developmental¿potential¿in¿IVF¿applications¿for¿ humans.¿¿ ¿ PROJECT¿NARRATIVE¿ ¿ Immediately¿after¿fertilization,¿the¿egg¿rapidly¿transforms¿into¿an¿embryo¿with¿ many¿new¿biochemical,¿cellular,¿and¿developmental¿features.¿This¿essential¿change¿is¿ programmed¿into¿the¿egg¿and¿is¿independent¿of¿new¿gene¿expression;¿i.e.¿they¿reflect¿ changes¿of¿the¿existing¿molecular¿machinery.¿Our¿research¿focuses¿on¿the¿changes¿that¿ occur¿on¿the¿cell¿surface¿of¿the¿egg?to?embryo¿transition.¿These¿are¿some¿of¿the¿most¿ rapid¿and¿conserved¿changes¿that¿occur¿in¿embryos¿and¿are¿detectable¿from¿the¿outside¿ of¿the¿cell.¿Thus,¿this¿research¿will¿lead¿to¿a¿better¿understanding¿of¿a¿major¿transition¿in¿ fertilization¿and¿development¿of¿all¿animals,¿and¿to¿the¿identification¿of¿non?invasive,¿ early¿markers¿indicative¿of¿successful¿development.¿Our¿results¿will¿have¿particular¿ significance¿to¿clinical¿IVF¿predictions¿in¿human¿reproductive¿health.¿

项目概要 ¿ 如果受精了，所有的卵子都会变成一个卵子？到哪里去？胚胎过渡期在<$minutes <$or <$ 受精的时间取决于动物，卵子会打乱其现有的分子 并将其自身转化为具有截然不同的发展潜力的细胞。 这颗蛋的第一次机械性变化？到哪里去？胚胎过渡期建立了阻断 多精受精，其次是多精受精，并与母体mRNA的更替相结合。 和胞质蛋白质，改变了信号转导能力， 表面包括特定膜蛋白和脂质的添加和去除。这…… 转换独立于新的转录活性，并且由于技术原因， 大多数最近的研究都是为了了解鸡蛋？到哪里去？胚胎过渡期 专注于信号转导机制和mRNA的变化。海胆和 然而，海星提供了一个机会来检查发生在特定位置的变化。 细胞表面虽然这一过程的细节在不同动物之间有所不同， 所有的卵子都经历这种普遍的转变。We will take 海胆和海星的优势，因为1）数百万的卵母细胞，卵子和 胚胎很容易获得; 2）皮质颗粒的所有主要蛋白质都已被 定义; 3）<$卵<$和卵母细胞的质膜<$$>可以通过实验在<$ 多种方式;以及4）来自<$海胆的<$基因组序列<$和<$基因组资源<$ 有紫棘球绦虫。本研究的结果将阐明 所有动物的这种主要发育转变的机制。此外，由于 这里检查的变化是在细胞表面，它们将帮助临床医生开发新的 方法是什么在体外受精（IVF）应用中有创评估发育潜力， 人类¿ 项目简介 ¿ 受精后，卵子立即迅速转变为胚胎， 许多新的生化、细胞和发育特征。这一重要变化是 编程到卵子中，并且独立于新基因的表达;即他们反映了 改变现有的分子机制我们的研究重点是那些 发生在卵子的细胞表面到哪里去？胚胎过渡期这些都是世界上 发生在胚胎中的快速和保守的变化，可从外部检测到 的细胞。因此，这项研究将导致更好地了解美国的一个主要转变。 所有动物的受精和发育，以及对非动物的鉴定？侵入性的， 早期标志表明成功的发展。我们的成果将有特别的 对人类生殖健康的临床IVF预测的重要性。