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我所张宏博士实验室在,MAPK信号通路在控制秀丽

发布时间:2019-08-18 10:36编辑:生命科学浏览(87)

    ,我所张宏博士实验室在《Genetics》杂志在线发表题为“TheC. elegansPcG-like genesop-2regulates the temporal and sexual specificities of cell fates”的文章。

    ,我所张宏实验室在《Development》上发表题为“The zinc-finger protein SEA-2 regulates larval developmental timing and adult lifespan inC. elegans”的文章,该文章主要报道了线虫的sea-2基因在发育的时间调控过程和衰老调控中的作用。

    ,我所张宏实验室在《Developmental Biology》上发表题为“The temporally regulated transcription factor SEL-7 controls developmental timing inC. elegans”的文章,该文章主要报道了线虫的sel-7基因在发育的时间调控过程中的作用。

    ,我所张宏实验室在《Developmental Biology》上在线发表题为“Wnt signaling controls temporal identities of seam cells inCaenorhabditis elegans”的文章,该文章报道了线虫的lit-1基因和Wnt/MAPK信号通路在控制秀丽线虫侧线细胞时序发育方面的新功能。

    sop-2最早是由张宏博士克隆的,发现它是编码线虫中的PcG基因并能抑制Hox基因的表达,此后张宏博士实验室也一直致力于研究sop-2的作用机理。该文章报道了sop-2不仅参与了线虫发育的空间特性调节,还调控了细胞的时间和性别特性,是发育过程中的一个核心调控因子。

    在多细胞生物体的发育过程中,各个细胞的分裂和分化的程序都离不开精密的时间调控。在秀丽线虫(Caenorhabditis elegans)中,人们已经发现了一系列的异时性基因参与决定各个发育时期的细胞行为。之前的研究表明衰老过程是受基因调控,但衰老过程是否也受发育时间程序的调控尚不清楚。

    在多细胞生物体的发育过程中,各个细胞的分裂和分化的程序调控都离不开精密的时间调控。在秀丽线虫(Caenorhabditis elegans)中,人们已经发现了一系列的异时性基因参与决定各个发育时期的细胞行为。线虫的侧线细胞在不同的发言阶段具有不同的细胞分裂分化行为,是一个很好的模型而被广泛用于发育的时间调控的研究中。

    研究已经发现一系列异时性基因形成了复杂的网络参与调控侧线细胞的时序性发育,但是多细胞生物中,细胞通过什么样的信号通路以及该信号通路如何整合时间信息调控不同细胞在特定的发育时期采用相应命运的机制仍然有很多未知的秘密。

    生物体的发育需要综合协调空间时间和性别三方面的信息,但目前关于这方面的研究还很少。该研究以线虫的侧线细胞为研究模型,发现sop-2的功能丧失会导致侧线细胞在幼虫时期停止扩增,提前进入分化阶段,这表明原本应在成年发生的细胞分化程序提前在幼虫阶段就发生了,细胞的时间特性调控发生紊乱。接下来的研究表明sop-2可能作用于lin-29并与其他一些已知的参与时间调控的异时性基因有遗传上的相互作用。作者还发现在sop-2突变体中侧线细胞内含有ALG-1的P小体数目增加,miRNA介导的转录后抑制活性也显着增加,这些证据表明sop-2参与了miRNA通路的调控。另一方面,sop-2突变体还会有一些性别特征方面的紊乱,而且sop-2的突变体会同时出现空间,时间和性别三方面特征的异常转换。总的来说,该研究论证了sop-2是一个能整合生物体时间,空间和性别三种信息的基因,是至今发现的唯一一个能同时影响细胞这三方面属性的关键基因。

    本文利用线虫进行遗传筛选发现了sea-2基因参与调控线虫侧线细胞的增殖和分化,这是通过控制发育时间通路来完成的。在sea-2突变体中,线虫在第三幼虫阶段会继续进行增殖性细胞分裂而不是正常的不对称细胞分裂。SEA-2编码一个含有锌指结构域的蛋白,我们证明sea-2是通过作用于它下游的靶基因lin-28来起作用的,而且这种调控方式是在翻译水平的调控。此外,本研究还发现sea-2参与了剂量补偿效应通路和衰老调控通路并在其中发挥重要作用,同时首次证明了衰老调控通路的基因daf-2澳门金莎娱乐网址,和daf-16也参与发育的时间调控,本研究表明发育时间调控通路和衰老调控通路之间是会相互影响的。

    本文报道了sel-7基因参与决定了线虫侧线细胞L3时期的细胞命运,sel-7的功能性缺失会导致侧线细胞L2的细胞命运在L3时期重复出现。sel-7之所以能调控细胞的命运是因为它调节了hbl-1的时间表达模式,而hbl-1是已知的一个参与L2/L3细胞命运转换的调控因子。sel-7是独立于其他异时性基因(lin-46,daf-12let-7家族miRNA)来抑制L2的细胞命运的滞后表达的。sel-7基因本身在侧线细胞中的表达也是具有时间属性的,这种表达方式是由一段保守的位于sel-7基因内含子里的42bp的序列决定的。此外,作者还发现介导转录复合物参与sel-7基因的功能并由此影响侧线细胞的发育。本研究发现了一个新的受时间调控的基因sel-7能调控侧线细胞的L2/L3命运转换并证明了介导转录复合物也参与了线虫侧线细胞的时间信息的整合传递。

    本篇论文报道了线虫lit-1基因在线虫侧线细胞增殖、分化和细胞命运决定中的作用。lit-1功能缺失突变可以抑制由幼虫第二时期侧线细胞命运重复执行导致的发育迟缓型异时性缺陷,增强发育过早的异时性缺陷。观察发现侧线细胞中LIT-1蛋白的表达呈现跟随幼虫发育阶段的周期性变化。用侧线细胞特异的启动子ceh-16启动表达的报告基因ceh-16::lit-1cDNA::gfp呈现与lit-1::gfp报告基因相似的周期性表达,这表明LIT-1的动态表达是在转录后水平被调控的。而且侧线细胞特异表达的ceh-16::lit-1cDNA::gfp报告基因仍然具有拯救dcr-1 lit-1双基因突变体中侧线细胞发育缺陷的能力,这表明lit-1基因以细胞自主的方式调控侧线细胞发育的时序命运。研究同时还发现LIT-1的激酶活性是它在异时性通路中发挥作用所必需的。进一步分析表明LIT-1和Wnt/MAPK信号通路其他成员很可能通过修饰miRNA介导的目的基因沉默过程调控侧线细胞的发育时序。

    蔡青春和孙银燕是本文章的共同第一作者,论文的其他作者还有黄鑫欣,郭聪,张玉霞和朱作言。博士为本文的通讯作者。此项研究为科技部863项目和北京市科委资助课题,在北京生命科学研究所完成。

    黄鑫欣为本文第一作者,论文的其他作者还有本所研究生张慧。博士为本文通讯作者。此项研究由科技部973计划,北京市科委资助,在北京生命科学研究所完成。

    博士生夏丹为本文第一作者,论文的其他作者还有本所的黄鑫欣。博士为本文通讯作者。此项研究由科技部863计划,北京市科委资助,在北京生命科学研究所完成。

    该文章的第一作者任海燕是我所和北京协和医科大学联合培养的博士生,张宏博士为本文的通讯作者。此项研究由科技部863计划,北京市科委资助,在北京生命科学研究所完成。

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