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動物所揭示胚胎背腹軸建立的分子機制

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動物所揭示胚胎背腹軸建立的分子機制

摘要: 　　在脊椎動物發(fā)育過程中，原腸期是體軸建立和中內胚層形成的重要時期。胚胎體軸的建立是一系列信號通路相互作用和細胞劇烈運動的結果。在魚類、兩棲類、鳥類和哺乳動物中陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了背部組織中心的存在。背部組織中 ...

　　在脊椎動物發(fā)育過程中，原腸期是體軸建立和中內胚層形成的重要時期。胚胎體軸的建立是一系列信號通路相互作用和細胞劇烈運動的結果。在魚類、兩棲類、鳥類和哺乳動物中陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了背部組織中心的存在。背部組織中心自身可以形成脊索、前脊索板、神經(jīng)底板、背部內胚層等中軸組織，同時還可以指導其周圍的細胞分化為體節(jié)、神經(jīng)組織、肝臟、胰腺等，在胚胎早期發(fā)育中具有重要功能。母源Wnt/β-catenin信號通路是背部組織中心形成的關鍵因素，通過激活Chordin、Follistatin、Noggin等Bmp信號抑制因子在背部表達并分泌，拮抗來自腹部的BMP 信號，使其形成一定的濃度梯度來指導胚胎背腹軸的建立。在斑馬魚胚胎發(fā)育至128細胞期，β-catenin已經(jīng)在背側胚盤邊緣細胞核中積聚，但是一直到中囊胚轉換（mid-blastula transition， MBT）時期后才激活下游基因表達。有學習表明，Wnt/β-catenin靶基因啟動子區(qū)DNA序列及組蛋白的表觀遺傳修飾在MBT時期的改變是其表達的基礎，但β-catenin自身的轉錄活性在MBT前后是否發(fā)生變化，變化的分子機制是什么卻知之甚少。
　　Net1是一種鳥核苷酸交換因子，在多種腫瘤細胞中高表達，通過激活小G蛋白RhoA促進腫瘤細胞侵襲和轉移。中國科學院動物學習所學習員王強領導學習團隊發(fā)現(xiàn)，斑馬魚的net1是MBT前后最早表達的合子基因之一，特異表達于預定背部組織中心。抑制net1表達，斑馬魚背部組織中心的形成受到嚴重的影響，背部組織明顯減少。胚胎和哺乳動物細胞中的實驗表明，Net1及其鳥核苷酸交換因子活性對于Wnt/β-catenin信號轉導和背部組織發(fā)育不可或缺。進一步的學習發(fā)現(xiàn)，Net1通過激活RhoA家族的G蛋白，干擾PAK1二聚體的形成，激活PAK1激酶活性，從而磷酸化β-catenin 675位絲氨酸，抑制β-catenin與組蛋白去乙�；窰DAC結合，促進Wnt靶基因轉錄，在胚胎背部組織中心形成和背腹軸建立過程中發(fā)揮重要作用。此項學習揭示了在胚胎發(fā)育過程中，Net1所調控的β-catenin 675位絲氨酸的磷酸化修飾，是MBT后β-catenin轉錄活性增強，激活下游基因表達的必要條件。Wnt/β-catenin信號通路及Net1促進多種腫瘤細胞侵襲和轉移。因此，該學習還為深入了解腫瘤發(fā)生發(fā)展的分子機制提供了新的線索。
　　這項學習工作以The guanine nucleotide exchange factor Net1 facilitates the specification of dorsal cell fates in zebrafish embryos by promoting maternal β-catenin activation 為題于12月2日在Nature出版集團高影響力期刊細胞學習（Cell Research）在線發(fā)表。動物所博士魏奭為該論文第一作者，王強為通訊作者。該學習得到了國家重點研發(fā)計劃和國家自然科學基金的資助。
　　論文鏈接

　　動物所揭示胚胎背腹軸建立的分子機制
　　來源:動物學習所　　編輯:葉瑞優(yōu)動物所揭示胚胎背腹軸建立的分子機制  |  責任編輯：蟲子
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