Белок Pnut дрозофилы принадлежит к семейству септинов – консервативных ГТФаз, участвующих в цитокинезе и других фундаментальных клеточных процессах. В связи с их способностью формировать комплексы, которые могут затем полимеризоваться в филаменты, а также на основе их взаимодействия с клеточной мембраной и выполняемыми функциями септины стали рассматривать как четвертую составляющую цитоскелета наряду с актином, микротрубочками и промежуточными филаментами. Однако в отличие от других цитоскелетных компонентов септины изучены гораздо слабее. Ранее нами было показано, что удаление септина, кодируемого геном peanut (pnut), в соматических тканях приводит к аномалиям митоза. Задачей данной работы было выяснение роли pnut в сперматогенезе дрозофилы. Нами была получена плазмидная конструкция для РНК-интерференции pnut, позволяющая эктопически подавлять экспрессию данного гена. Был исследован сперматогенез при подавлении экспрессии гена pnut при помощи РНК-интерференции. Установлено, что чувствительными к РНК-интерференции гена pnut являются генеративные клетки на самых ранних этапах сперматогенеза: снижение уровня экспрессии данного гена в генеративных клетках семенников на этих стадиях приводило к стерильности самцов, причиной которой является неподвижность спермиев. При этом в семенниках таких стерильных самцов не обнаружено сколь-нибудь значимых нарушений мейоза и последующего морфогенеза, структура аксонемы и митохондрий спермиев нормальная. Также проанализирован сперматогенез у мутантов по различным доменам белка Pnut на фоне нуль-аллеля. Показано, что мутации в ГТФазном домене приводят к нарушениям элонгации цист. У мутантов с делецией С-концевого домена обнаруживаются нарушения в морфологии семенника. Для обоих классов мутантов также показаны неподвижность спермиев и стерильность самцов. Таким образом, выявлено участие Pnut в спермиогенезе – заключительных этапах сперматогенеза, на которых происходит изменение морфологии сперматоцитов.
Drosophila Pnut protein belongs to the family of septins, conservative GTPases participating in cytokinesis and many more other fundamental cellular processes. Because of their filamentous appearance, membrane association and functions, septins are considered as the fourth component of the cytoskeleton, along with actin, microtubules and intermediate filaments. However, septins are much less studied than the other cytoskeleton elements. We had previously demonstrated that deletion of the peanut (pnut) gene leads to mitotic abnormalities in somatic cells. The goal of this work was to study the role of pnut in Drosophila spermatogenesis. We designed a construct for pnut RNA interference allowing pnut expression to be suppressed ectopically. We analyzed the effect of pnut RNA interference on Drosophila spermatogenesis. The most sensitive to Pnut depletion were germ line cells at the earliest stages of spermatogenesis: the suppression of pnut expression at these stages leads to male sterility as a result of immotile sperm. Testes of those sterile males did not show any significant meiotic defects; axonemes and mitochondria were normal. We also analyzed the effect of mutations in Pnut conservative domains on Drosophila spermatogenesis. Mutations in the GTPase domain resulted in cyst elongation defects. Deletions of the C-terminal domain led to abnormal testis morphology. Both GTPase domain and C-terminal domain mutant males were sterile and produced immotile sperm. To summarize, we showed that Pnut participates in spermiogenesis, that is, late stages of spermatogenesis, when major morphological changes in spermatocytes occur.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.