增强子是DNA中不编码蛋白质,但控制基因表达方式的区域。超级增强子是一组增强子,它们共同调节在细胞身份中起重要作用的基因。圣裘德儿童研究医院的科学家们研究了Vsx2超级增强剂及其在视网膜发育中的作用。他们的评估表明,超级增强子有四个不同功能的不同区域。这种模块化的超级增强子提供了一种研究发育过程中基因表达的方法。一篇关于这项工作的论文今天发表在自然通讯。
在细胞发育过程中,基因表达是重要的,因为细胞建立了自己的身份,并成为具有不同功能的各种细胞类型。转录因子Vsx2对正常的眼睛发育至关重要。它在视网膜祖细胞中表达,在已建立的双极神经元和Mu?你神经胶质。
几十年来,研究人员一直在研究Vsx2了解它是如何影响发展的。基因功能通常是通过敲除(去除)基因并观察其变化来研究的。然而,当Vsx2被打昏,眼睛不成形。研究人员无法研究不形成的东西,所以他们需要微调的能力Vsx2在视网膜形成过程中不同时间的表达。
“在大脑发育中,重要的转录因子,如Vsx2和许多其他转录因子,通常在不同时间在发育中的大脑的不同部位表达,但以一种精确的协调方式,”通讯作者迈克尔·戴尔博士说,他是圣裘德发育神经生物学系主任和霍华德·休斯医学研究所研究员。爱博网投领导者“我们想更好地理解这种复杂的表达舞蹈是如何被控制的,基因在一种细胞类型中某一时刻开启,然后在另一种细胞类型中关闭,然后在不同的区域完全激活。”
测试第一个模块化超级增强器
的超级增强剂Vsx2控制视网膜发育过程中复杂和动态的表达模式。
圣犹达生物医学研究生院的学生,该研究的第一作者维多利亚·霍内尔说:“虽然已经通过计算确定了数千种超级增强剂,但经过功能测试的却很少。”“我们的功能测试Vsx2超级增强剂显示出不同的区域。”
“我们称之为模块化超级增强器,”Honnell说。“这种超级增强子的一部分在早期视网膜发育中起作用,而另一部分在后期发育中对双极细胞的发生很重要。”
科学家们在大脑中发现了四个不同的区域Vsx2super-enhancer。其中三个区域与视网膜发育有关。这是研究人员首次证明超级增强子中不同区域的独立功能。
未来研究的蓝图
与敲除基因等传统基因组方法相比,研究模块化超级增强子可以更清楚地了解基因表达的功能影响。模块化的超级增强子允许科学家改变特定细胞类型在特定发育阶段的个体转录因子的表达。因此,模块化超级增强子概念可以作为研究大脑发育过程中发生的复杂基因表达模式的模型。
Dyer说:“当你能够完全理解这些模块化超级增强剂之一的工作原理时,你就可以在一个框架下对全球所有的超级增强剂进行更广泛的了解。”“想象一下,你可以把一个钟拆开,弄清楚哪些部分在哪里,它们做什么。如果你拆开一个完全不同的时钟,你就已经有了一个很好的蓝图,在第一个钟的基础上,各个部分应该放在哪里。”
作者和资助
该研究的其他作者包括Jackie Norrie、Anand Patel、Cody Ramirez、Jiakun Zhang、Yu-Hsuan Lai和shi彪Wan,他们都来自圣犹达。
该研究由美国国立卫生研究院(CA21765, EY014867, EY018599, CA168875和1F31EY031577), Alex's Lemonade Stand, Tully Family Foundation, Peterson Foundation和ALSAC (St. Jude的筹款和宣传组织)资助。
期刊引用:
引用此页: