RESUMEN
Junctions between the endoplasmic reticulum (ER) and the outer membrane of the nuclear envelope (NE) physically connect both organelles. These ER-NE junctions are essential for supplying the NE with lipids and proteins synthesized in the ER. However, little is known about the structure of these ER-NE junctions. Here, we systematically study the ultrastructure of ER-NE junctions in cryo-fixed mammalian cells staged in anaphase, telophase, and interphase by correlating live cell imaging with three-dimensional electron microscopy. Our results show that ER-NE junctions in interphase cells have a pronounced hourglass shape with a constricted neck of 7-20 nm width. This morphology is significantly distinct from that of junctions within the ER network, and their morphology emerges as early as telophase. The highly constricted ER-NE junctions are seen in several mammalian cell types, but not in budding yeast. We speculate that the unique and highly constricted ER-NE junctions are regulated via novel mechanisms that contribute to ER-to-NE lipid and protein traffic in higher eukaryotes.
Asunto(s)
Retículo Endoplásmico , Mitosis , Membrana Nuclear , Retículo Endoplásmico/metabolismo , Retículo Endoplásmico/ultraestructura , Membrana Nuclear/metabolismo , Membrana Nuclear/ultraestructura , Humanos , Animales , Núcleo Celular/metabolismo , Células HeLa , Interfase , TelofaseRESUMEN
The aim of the present study is to observe the dynamic changes of γ-tubulin in mouse somatic nuclear transferred (SCNT) embryos. The γ-tubulin was detected and analyzed in the enucleated oocyte and SCNT embryos by immunofluorescence and laser confocal microscopy. The results showed that γ-tubulin distributed in the cortex of the enucleated MII oocytes, and decreased in this area during the activation of oocytes. Meanwhile cytoplasmic asters appeared, but there was no spindle formed. Spindle formation could be observed in the enucleated oocytes which were injected with cumulus cells and activated by SrCl2. The spots-like γ-tubulin signals spread between chromosomes at the prophase, and the signals arrayed with spindle or aggregated at two poles of the spindle at the early metaphase. Furthermore, γ-tubulin signals were localized between the segregated sister chromatids at anaphase or telophase. Some reconstructed embryos exhibited advanced activation, showing abnormal spindles and aberrant distribution of γ-tubulin and chromosomes. Two spindles would be formed when the cumulus cell was injected into an intact oocyte, and the distribution of γ-tubulin was similar to that of the normal SCNT. Moreover, advanced activation also occurred in this case and formed either two small spindles or one big barrel-shaped spindle. These results suggest that γ-tubulin plays a pivotal role in spindle assembling in mouse SCNT embryos. The reconstructed oocytes were easily to be activated, and aberrant distribution of γ-tubulin is associated with formation of abnormal spindles and chromosome misalignment.
Asunto(s)
Animales , Ratones , Embrión de Mamíferos , Metabolismo , Técnica del Anticuerpo Fluorescente , Metafase , Microscopía Confocal , Técnicas de Transferencia Nuclear , Oocitos , Biología Celular , Huso Acromático , Metabolismo , Telofase , Tubulina (Proteína) , MetabolismoRESUMEN
OBJETIVO: Avaliar o estágio de maturação nuclear de oócitos com o primeiro corpúsculo polar (CP) visível de pacientes inférteis submetidas à estimulação ovariana para injeção intracitoplasmática de espermatozoide (ICSI) e comparar os resultados da injeção intracitoplasmática de espermatozoide entre os oócitos em telófase I (TI) e metáfase II (MII), e entre aqueles em metáfase II com e sem fuso celular visível. MÉTODOS: Estudo prospectivo que incluiu 106 pacientes inférteis submetidas à injeção intracitoplasmática de espermatozoide. Foram incluídas pacientes com idade menor ou igual a 38 anos, hormônio folículo estimulante (FSH) basal menor que 10 mIU/mL e índice de massa corpórea (IMC) menor que 30 kg/m². Foram excluídas pacientes com doenças sistêmicas, com qualquer infecção ativa, tabagistas ou que fizeram uso de medicações hormonais e anti-inflamatórias hormonais e não hormonais nos últimos dois meses, previamente à programação para o procedimento de reprodução assistida. Os oócitos com extrusão do primeiro corpúsculo polar foram avaliados pela microscopia de polarização, imediatamente antes da realização da injeção intracitoplasmática de espermatozoide, e caracterizados quanto ao estágio de maturação nuclear (telófase I ou metáfase II). Os oócitos em metáfase II foram avaliados de acordo com a presença ou não do fuso meiótico. Foram analisadas as taxas de fertilização, clivagem e o número de embriões de boa qualidade no segundo dia (D2) de desenvolvimento. Os dados foram analisados comparativamente através do teste exato de Fisher. Em todas as análises foi considerado o nível de significância de 5% (p<0,05). RESULTADOS: O fuso meiótico de 516 oócitos foi visualizado através da microscopia de polarização. Dezessete dos 516 oócitos avaliados estavam em telófase I (3,3%) e 499 (96,7%) em metáfase II. Os oócitos injetados em telófase I apresentaram taxas de fertilização significativamente menores do que os injetados em metáfase II (53 e 78%, respectivamente) e não produziram nenhum embrião de boa qualidade no segundo dia. Comparando-se os oócitos com e sem fuso celular visível, não foi observada diferença significativa nos resultados de injeção intracitoplasmática de espermatozoide. CONCLUSÕES: Oócitos injetados em telófase I apresentaram menores taxas de fertilização quando comparados aos em metáfase II. É possível que a análise do estágio de maturação nuclear oocitária, por meio da microscopia de polarização, possa ser utilizada como fator de predição das taxas de fertilização pós-injeção intracitoplasmática de espermatozoide.
PURPOSE: To evaluate the nuclear maturation stage and the presence of meiotic spindles of in vivo matured oocytes from infertile women undergoing stimulated cycles for intracytoplasmic sperm injection (ICSI) and compare intracytoplasmic sperm injection outcomes between oocytes in telophase I (TI) and metaphase II (MII), and the ones with and without visible meiotic spindle. METHODS: A prospective and controlled study with 106 infertile patients who underwent ovarian stimulation for intracytoplasmic sperm injection purposes. Patients aged 38 years or less, with basal follicle stimulating hormone (FSH) less than 10 mIU/mL and body mass index (BMI) less than 30 kg/m². Were included patients presenting any systemic diseases, any active infection, smokers or patients who had been using hormonal medications and hormonal and nonhormonal anti-inflammatory drugs for the past two months prior to the assisted reproduction procedure were excluded. The oocytes with the first polar body extruded (in vivo matured oocytes) were imaged by polarization microscopy immediately before intracytoplasmic sperm injection and characterized according to nuclear maturation stage (telophase I and metaphase II) and to the presence of a meiotic spindle. We analyzed the fertilization rates, cleavage, number of good quality embryos on the second day (D2) from oocytes on telophase I versus those in metaphase II, and metaphase II visible spindle versus non-visible ones. Data were analyzed comparatively by Fisher's exact test. The level of significance was set at 5% in all analyses (p<0.05). RESULTS: The meiotic spindles of 516 oocytes were imaged using polarization microscopy. From the 516 oocytes analyzed, seventeen were in telophase I (3.3%) and 499 (96.7%) in metaphase II. The oocytes injected in telophase I had significantly lower fertilization rates than those injected in metaphase II (53 and 78%, respectively) and produced no good quality embryos on day 2. When the oocytes with and without a visible meiotic spindle were compared, there was no significant difference in the intracytoplasmic sperm injection results. CONCLUSIONS: Oocytes injected in telophase I showed lower fertilization rates when compared to those in metaphase II. It is possible that the analysis of oocyte nuclear maturation by polarization microscopy can be used as a predictor of fertilization after intracytoplasmic sperm injection.
Asunto(s)
Adulto , Femenino , Humanos , Oocitos/citología , Técnicas Reproductivas Asistidas , Técnicas de Maduración In Vitro de los Oocitos , Inyecciones , Estudios Prospectivos , Inyecciones de Esperma Intracitoplasmáticas , TelofaseRESUMEN
At the latest stages of their cell cycle, cells carry out crucial processes for the correct segregation of their genetic and cytoplasmic material. In this work, we provide evidence demonstrating that the cell cycle arrest of some MEN (mitosis exit network) mutants in the anaphase-telophase transition is bypassed. In addition, the ability of cdc15 diploid mutant strains to develop non-septated chains of cells, supported by nuclear division, is shown. This phenotype is also displayed by haploid cdc15 mutant strains when cellysis is prevented by osmotic protection, and shared by other MEN mutants. By contrast, anaphase-telophase arrest is strictly observed in double MEN-FEAR (fourteen early anaphase release) mutants. In this context, the overexpression of a FEAR component, SPO12, in a MEN mutant background enhances the ability of MEN mutants to bypass cell cycle arrest. Taken together, these data suggest a critical role of Cdc15 and other MEN proteins in cytokinesis, allowing a new model for their cellular function to be proposed (AU)
En las últimas etapas de su ciclo celular, las células llevan a cabo procesos cruciales para la segregación correcta del material genético y citoplásmico. Es un tema de investigación de gran actualidad. En este trabajo aportamos pruebas que demuestran que en algunos mutantes MEN («mitosis exit network») el ciclo celular no se detiene en la transicionan a fase-telofase. Además, se demuestra la capacidad de las cepas mutantes diploides cdc15 para desarrollar cadenas de células no septadas acompañadas por división nuclear. También muestran ese fenotipo las cepas mutantes haploides cdc15 cuando se impide la lisis celular mediante protección osmótica y lo comparten con otros mutantes MEN. En cambio, la detención en la transición anafase-telofase se observa siempre en los mutantes dobles MEN-FEAR («fourteen early anaphase release»). En este contexto, la sobrexpresión de un componente FEAR, SPO12, en un fondo MEN mutante aumenta la capacidad de los mutantes MEN para soslayar la detención del ciclo celular. En conjunto, esos datos indican que la proteína Cdc15 y otras proteínas MEN deben de desempeñar un papel crucial en la citocinesis, lo que permite proponer un nuevo modelo de su función en la célula (AU)
Asunto(s)
Saccharomyces cerevisiae/genética , Mitosis/genética , Genes cdc/fisiología , División Celular/genética , Citoplasma/genética , Anafase/genética , Telofase/genéticaRESUMEN
As evidências de que a aneuploidia durante a mitose pode ser um fator na etiologia de malignidades somáticas estäo cada vez mais fortes. A análise de alteraçöes em anáfase-telófase da mitose é um teste útil para a avaliaçäo da capacidade aneuploidogênica e clastogênica de substâncias químicas. Vários metais têm sido identificados como carcinogênicos para o homem e para animais. Contudo, os mecanismos de açäo permanecem obscuros. No presente estudo, a capacidade aneugênica e clastogênica do sulfato de cádmio, do dicromato de potássio e do cloreto de níquel foi analisada usando o teste anáfase-telófase. Células do ovário do hamster chinês cultivadas por dois ciclos foram tratadas com o composto desejado por 8 horas antes da colheita das células. Foram quantificadas as freqüências de células com pontes de cromatina, lagging cromossomos e lagging fragmentos cromossômicos. O índice mitótico foi determinado pela contagem do número de células em mitose por 1000 células em cada lamínula e foi expresso como uma porcentagem do número de placas mitóticas. A análise estatística foi feita usando o método "G". Análises de correlaçäo e de regressäo foram realizadas para avaliar as variaçöes do índice mitótico. O crômio e o cádmio foram clastogênicos e aneugênicos e aumentaram as freqüências dos três tipos de aberraçöes avaliadas; o níquel teve apenas atividade aneugênica porque ele aumentou a freqüência de lagging cromossomos. Estes resultados indicam que o teste anáfase-telófase é sensível o suficiente para detectar as relaçöes dependentes da dose que podem distinguir as atividades clastogênicas e/ou aneugênicas e que os resultados obtidos usando o teste anáfase-telófase foram semelhantes aos obtidos pela contagem cromossômica.
Asunto(s)
Humanos , Animales , Masculino , Femenino , Anafase , Cadmio/toxicidad , Cricetinae , Níquel/toxicidad , Potasio/toxicidad , Telofase , Aneuploidia , Técnicas de Cultivo de Célula , Hibridación Fluorescente in Situ , Pruebas de MutagenicidadRESUMEN
El Mebendazole (MBZ), o 5-benzoyl- 1H-benzimidazole-2- il ácido metil éster carbámico fue estudiado con tres ensayos de corto plazo. Se probó su capacidad para inducir micronúcleos "in vivo" en eritrocitos policromáticos de médula ósea de ratones CFW. Se analizaron 3 dosis, 25, 50 y 100 mg/kg de peso corporal inyectados intraperitonealmente. Las 3 dieron incremento significativo (p < 0.01). Las pruebas "in vitro" se realizaron en células CHO. Se analizó la capacidad para inducir aberraciones cromosómicas y figuras anormales por prueba de anafase-telofase. Se detectó una frecuencia aumentada en la formación de dicéntricos, gaps, C-mitosis, puentes y cromosomas rezagados. La acción genotóxica observada puede asociarse con la estructura química de un µester carbámico derivado que sugeriría un papel de mutágeno directo (AU)
Asunto(s)
Ratones , Animales , Aberraciones Cromosómicas/genética , Médula Ósea/citología , Células Cultivadas/citología , Mebendazol/farmacología , Pruebas de Mutagenicidad , Mebendazol/metabolismo , Recuento de Células , Anafase/genética , Telofase/genética , Citogenética , Inyecciones Intraperitoneales , Análisis de Varianza , Sitios de Unión/genética , QuímicaRESUMEN
El Mebendazole (MBZ), o 5-benzoyl- 1H-benzimidazole-2- il ácido metil éster carbámico fue estudiado con tres ensayos de corto plazo. Se probó su capacidad para inducir micronúcleos "in vivo" en eritrocitos policromáticos de médula ósea de ratones CFW. Se analizaron 3 dosis, 25, 50 y 100 mg/kg de peso corporal inyectados intraperitonealmente. Las 3 dieron incremento significativo (p < 0.01). Las pruebas "in vitro" se realizaron en células CHO. Se analizó la capacidad para inducir aberraciones cromosómicas y figuras anormales por prueba de anafase-telofase. Se detectó una frecuencia aumentada en la formación de dicéntricos, gaps, C-mitosis, puentes y cromosomas rezagados. La acción genotóxica observada puede asociarse con la estructura química de un æester carbámico derivado que sugeriría un papel de mutágeno directo