Достижение ооцитом метафазы I зависит от формирования полноценного мейотического веретена деления, для чего необходим регулятор клеточного цикла — гомолог цикла клеточного деления-6. Глубже понять этот процесс позволили эксперименты на ооцитах, в которых экспрессия гомолога цикла клеточного деления-6 была блокирована с помощью РНК-интерференции. Эти ооциты проходили стадию растворения ГП, но мейотическое веретено в них не формировалось, из-за чего они не могли войти в метафазу I.
В отсутствие веретена конденсированные хромосомы не смогли образовать биваленты и не образовали метафазную пластинку. Вместо этого они образовали нимбообразную структуру, и клеточный цикл был блокирован на стадии мейоза I. Деления клетки или отделения полярного тельца не следовало.
При наличии полноценного мейотического веретена ооцит входит в метафазу I, после чего осуществляет метафазно-анафазный переход — важный этап деления, так как дефекты расщепления хромосом на этом этапе могут приводить к анеуплоидии образующейся яйцеклетки и эмбриона.
В процессе митоза центромеры сестринских хроматид удерживаются когезином вплоть до начала анафазы, когда когезин расщепляется сепаразой и происходит разделение сестринских хроматид. Угнетение активности сепаразы секурином перед анафазой и ее последующая активация в анафазе после расщепления секурина с помощью АРС играют важнейшую роль в обеспечении корректного разделения хромосом. Каскад АРС -> секурин -> сепараза также необходим для обеспечения функций веретена и расхождения гомологичных хромосом в процессе метафазно-анафазного перехода во время мейотического деления ооцита.
Контрольная точка сборки веретена деления. Другим механизмом, общим у ооцита и клеток, делящихся путем митоза, обеспечивающим корректное расщепление хромосом, является контрольная точка сборки веретена деления (the spindle assembly checkpoint — SAC). Белки SAC определяют, правильно ли расположены хромосомы и соединены ли их кинетохоры с веретеном. Эти протеины управляют начальной анафазой I посредством взаимодействия между собой, с кинетохорами невыстроенных хромосом и с Cdc20 — белком, опосредующим протеолиз АРС/С-зависимый. (Кинетохоры — участки прикрепления центромер хромосом к микротрубочкам веретена деления.
Гомологичные хромосомы мигрируют к противоположным полюсам за счет натяжения, осуществляемого веретеном в области кинетохор.) Если построение хромосом не полное, белок SAC ингибирует АРС/С с целью предотвращения преждевременного расщепления сестринских хроматид, которое может привести к анеуплоидии образующихся яйцеклеток или эмбриона.
Митотические белки SAC также выполняют важные функции проверки веретена в процессе созревания ооцитов у мышей, к ним относятся белки Mad2, BubRl и Bubl. Сбои в работе этих белков приводят к слишком быстрому завершению первого деления мейоза, вероятно, из-за преждевременного окончания анафазы. Более того, выключение экспрессии Mad2 специфически повышает частоту анеуплоидии, в то время как повышение его экспрессии ингибирует расхождение гомологичных хромосом.
В связи с вышесказанным становится ясно, что экспрессию и функции этих регуляторов клеточного цикла необходимо тщательно изучать, так как они могут принимать участие в механизмах развития возрастной анеуплоидии в ооцитах человека.
В конце анафазы I отделяется первое полярное тельце, после чего содержание циклина В вновь начинает повышаться. Реактивация MPF необходима для синтеза c-mos, который активирует киназу киназы MAP и саму киназу MAP. Эта опосредуемая c-mos активность MAP чрезвычайно важна для поддержания ооцита в метафазе II, что продемонстрировано на модели с c-mos-/—мышами.
Неоплодотворенные яйцеклетки c-mos-/--мышей не задерживаются в метафазе II и подверглись партеногенетической активации, в процессе которой второе полярное тельце отделялось при отсутствии оплодотворения.