The centrosomal protein γ-tubulin is part of the cytoplasmic γ-tubulin small (γ-TuSCs) and large complexes (γ-TuRCs). Both, molecular and cellular evidence indicate that γ-tubulin plays a central role in microtubule nucleation and mitotic spindle formation. However, the molecular mechanisms of complex formation and subsequent biological roles in animal development remain unclear. Here, we used γ-tubulin gene knockdown in the zebrafish early embryo model to gain insights into its activity and cellular contribution during vertebrate embryogenesis. γ-Tubulin loss-of-function impaired γ-TuSC formation, impacting the microtubule nucleation rate in vitro. Moreover, decreased γ-tubulin synthesis caused dramatic defects in nuclear dynamics and cell cycle progression, leading to developmental arrest at the mid-gastrula stage. At the subcellular level, microtubule organization and function were altered, affecting chromosome segregation and triggering cell proliferation arrest and apoptosis. Our results suggest that de novo translated γ-tubulin participates in γ-TuSC formation required for early animal development. Importantly, formation of this complex is essential for both centrosome assembly and function, and cell proliferation. Thus, γ-TuSC integrity appears to be critical for cell cycle progression, and concomitantly, for coordinating the many distinct activities carried out by the early embryo. Our findings identify a novel role for γ-TuSC in the regulation of early vertebrate embryogenesis, providing molecular and biochemical starting points for future in depth studies of γ-tubulin functionality and its specific role in development.

中文翻译：

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γ-微管蛋白小复合物的形成对早期斑马鱼胚胎发生至关重要

中心体蛋白γ-微管蛋白是细胞质γ-微管蛋白小（γ-TuSCs）和大复合物（γ-TuRCs）的一部分。分子和细胞证据表明，γ-微管蛋白在微管成核和有丝分裂纺锤体形成中起着核心作用。然而，复杂形成的分子机制和随后在动物发育中的生物学作用仍不清楚。在这里，我们在斑马鱼早期胚胎模型中使用 γ-微管蛋白基因敲低来深入了解其在脊椎动物胚胎发生过程中的活性和细胞贡献。γ-微管蛋白功能丧失会损害 γ-TuSC 的形成，影响体外微管成核率。此外，γ-微管蛋白合成的减少导致核动力学和细胞周期进程的显着缺陷，导致中原肠阶段的发育停滞。在亚细胞水平，微管组织和功能发生改变，影响染色体分离并引发细胞增殖停滞和凋亡。我们的结果表明，从头翻译的 γ-微管蛋白参与了早期动物发育所需的 γ-TuSC 形成。重要的是，这种复合物的形成对于中心体的组装和功能以及细胞增殖都是必不可少的。因此，γ-TuSC 的完整性似乎对细胞周期进程至关重要，同时也对协调早期胚胎进行的许多不同活动至关重要。我们的研究结果确定了 γ-TuSC 在调节早期脊椎动物胚胎发生中的新作用，为未来深入研究 γ-微管蛋白功能及其在发育中的具体作用提供了分子和生化起点。影响染色体分离并触发细胞增殖停滞和凋亡。我们的结果表明，从头翻译的 γ-微管蛋白参与了早期动物发育所需的 γ-TuSC 形成。重要的是，这种复合物的形成对于中心体的组装和功能以及细胞增殖都是必不可少的。因此，γ-TuSC 的完整性似乎对细胞周期进程至关重要，同时也对协调早期胚胎进行的许多不同活动至关重要。我们的研究结果确定了 γ-TuSC 在调节早期脊椎动物胚胎发生中的新作用，为未来深入研究 γ-微管蛋白功能及其在发育中的具体作用提供了分子和生化起点。影响染色体分离并触发细胞增殖停滞和凋亡。我们的结果表明，从头翻译的 γ-微管蛋白参与了早期动物发育所需的 γ-TuSC 形成。重要的是，这种复合物的形成对于中心体的组装和功能以及细胞增殖都是必不可少的。因此，γ-TuSC 的完整性似乎对细胞周期进程至关重要，同时也对协调早期胚胎进行的许多不同活动至关重要。我们的研究结果确定了 γ-TuSC 在调节早期脊椎动物胚胎发生中的新作用，为未来深入研究 γ-微管蛋白功能及其在发育中的具体作用提供了分子和生化起点。我们的结果表明，从头翻译的 γ-微管蛋白参与了早期动物发育所需的 γ-TuSC 形成。重要的是，这种复合物的形成对于中心体的组装和功能以及细胞增殖都是必不可少的。因此，γ-TuSC 的完整性似乎对细胞周期进程至关重要，同时也对协调早期胚胎进行的许多不同活动至关重要。我们的研究结果确定了 γ-TuSC 在调节早期脊椎动物胚胎发生中的新作用，为未来深入研究 γ-微管蛋白功能及其在发育中的具体作用提供了分子和生化起点。我们的结果表明，从头翻译的 γ-微管蛋白参与了早期动物发育所需的 γ-TuSC 形成。重要的是，这种复合物的形成对于中心体的组装和功能以及细胞增殖都是必不可少的。因此，γ-TuSC 的完整性似乎对细胞周期进程至关重要，同时也对协调早期胚胎进行的许多不同活动至关重要。我们的研究结果确定了 γ-TuSC 在调节早期脊椎动物胚胎发生中的新作用，为未来深入研究 γ-微管蛋白功能及其在发育中的具体作用提供了分子和生化起点。和细胞增殖。因此，γ-TuSC 的完整性似乎对细胞周期进程至关重要，同时也对协调早期胚胎进行的许多不同活动至关重要。我们的研究结果确定了 γ-TuSC 在调节早期脊椎动物胚胎发生中的新作用，为未来深入研究 γ-微管蛋白功能及其在发育中的具体作用提供了分子和生化起点。和细胞增殖。因此，γ-TuSC 的完整性似乎对细胞周期进程至关重要，同时也对协调早期胚胎进行的许多不同活动至关重要。我们的研究结果确定了 γ-TuSC 在调节早期脊椎动物胚胎发生中的新作用，为未来深入研究 γ-微管蛋白功能及其在发育中的具体作用提供了分子和生化起点。