Asymmetric distribution of metals in the Xenopus laevis oocyte: a synchrotron X-ray fluorescence microprobe study

摘要

The asymmetric distribution of many components of the Xenopus oocyte, including RNA, proteins, and pigment, provides a framework for cellular specialization during development. During maturation, Xenopus oocytes also acquire metals needed for development, but apart from zinc, little is known about their distribution. Synchrotron X-ray fluorescence microprobe was used to map iron, copper, and zinc and the metalloid selenium in a whole oocyte. Iron, zinc, and copper were asymmetrically distributed in the cytoplasm, while selenium and copper were more abundant in the nucleus. A zone of high copper and zinc was seen in the animal pole cytoplasm. Iron was also concentrated in the animal pole but did not colocalize with zinc, copper, or pigment accumulations. This asymmetry of metal deposition may be important for normal development. Synchrotron X-ray fluorescence microprobe will be a useful tool to examine how metals accumulate and redistribute during fertilization and embryonic development.La distribution asymétrique de plusieurs composantes de l'oocyte de Xenopus, incluant l'ARN, les protéines et les pigments est à la base de la spécialisation cellulaire durant le développement. Au cours de leur maturation, les oocytes de Xenopus acquièrent les métaux nécessaires au développement mais outre le zinc, on connait peu de chose sur leur distribution. Une microsonde par fluorescence X excitée par rayonnement synchrotron a été utilisée pour localiser le fer, le cuivre et le zinc ainsi qu'un métalloïde, le sélénium, dans l'oocyte total. Le fer, le zinc et le cuivre étaient distribués de façon asymétrique dans le cytoplasme alors que le sélénium et le cuivre étaient plus abondants dans le noyau. Une zone riche en cuivre et en zinc a été observée au pôle animal du cytoplasme. Le fer était aussi concentré au pole animal, mais n'était pas localisé au même endroit que le zinc, le cuivre ou les accumulations de pigments. L'asymétrie des dépôts métalliques peut être importante pour assurer un développement normal. La microsonde FRX sera un outil utile pour examiner comment les métaux s'accumulent et se redistribuent durant la fertilisation et le développement embryonnaire.