Исследователи из японских университетов и Национального института генетики показали, что на двухклеточной стадии ядра эмбриона мыши временно становятся мягче и пластичнее — и это помогает массовому включению генов, с которого начинается собственная программа развития эмбриона. Работа опубликована в Nature.

Авторы разработали нанокапиллярную систему, которая захватывала и растягивала ядро прямо внутри живого эмбриона. После оплодотворения ядра сначала были жёсткими, заметно размягчались на двухклеточной стадии, когда активируются около 2000 генов зиготы, а к стадии четырёх клеток снова становились жёстче. Одновременно активная РНК-полимераза II и важные участки генома концентрировались возле деформируемой ядерной оболочки.

Механизм связали с ламином B1 — белком внутреннего каркаса ядерной оболочки. Фактор аутофагии LC3 временно удалял его с оболочки. Устойчивые к такому удалению варианты ламина B1 сохраняли ядро жёстким, подавляли активацию части генов и нарушали развитие: около половины изменённых эмбрионов не прошли дальше двухклеточной стадии. Инженерное укрепление ядер независимо от ламина B1 тоже ограничивало перемещение генетических участков и транскрипцию, поддерживая причинную роль механических свойств ядра.

Результат получен на эмбрионах мышей и пока не показывает, что форма или мягкость ядра может служить надёжным тестом жизнеспособности человеческих эмбрионов. Авторы отдельно пишут, что ещё предстоит проверить, действует ли тот же механизм у других животных и у человека. Работа устанавливает более узкий фундаментальный принцип: для запуска генома важен не только химический состав хроматина, но и временное физическое состояние содержащего его ядра.