Translational profiling of retinal ganglion cell optic nerve regeneration in Xenopus laevis.
Translational profiling of retinal ganglion cell optic nerve regeneration in Xenopus laevis.
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DOI：
10.1016/j.ydbio.2016.06.003
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发表时间：
2017-06-15
影响因子：
2.7
通讯作者：
Watson FL
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Whitworth GB;Misaghi BC;Rosenthal DM;Mills EA;Heinen DJ;Watson AH;Ives CW;Ali SH;Bezold K;Marsh-Armstrong N;Watson FL
与成年哺乳动物不同，成年青蛙在挤压损伤后再生视神经，使非洲爪蟾成为研究神经元再生分子机制的引人注目的模型。使用翻译核糖体亲和纯化（TRAP），一种从靶细胞群体中分离核糖体相关mRNA的方法，我们通过RNA-Seq生成了视神经损伤后恢复期间视网膜神经节细胞（RGC）的转录谱。基于生物信息学分析，使用非洲爪蟾9.1基因组组装，我们的研究结果揭示了一个深刻的变化，在组成的核糖体相关的mRNA在RGC再生的早期阶段。由于参与细胞信号传导的因子迅速下调，参与蛋白质生物合成的因子与轴突发育的关键启动子一起上调。使用新的基因组组装，我们也能够分析基因表达谱的homeoprotein基因对所产生的全基因组复制的非洲爪蟾血统。在这里，我们看到了在很大一部分配对中，监管控制存在分歧的证据。我们的数据应该提供一个有价值的资源，以确定参与再生过程的基因，为未来的功能研究，在自然再生和非再生脊椎动物。
Unlike adult mammals, adult frogs regrow their optic nerve following a crush injury, making Xenopus laevis a compelling model for studying the molecular mechanisms that underlie neuronal regeneration. Using Translational Ribosome Affinity Purification (TRAP), a method to isolate ribosome-associated mRNAs from a target cell population, we have generated a transcriptional profile by RNA-Seq for retinal ganglion cells (RGC) during the period of recovery following an optic nerve injury. Based on bioinformatic analysis using the Xenopus laevis 9.1 genome assembly, our results reveal a profound shift in the composition of ribosome-associated mRNAs during the early stages of RGC regeneration. As factors involved in cell signaling are rapidly down-regulated, those involved in protein biosynthesis are up-regulated alongside key initiators of axon development. Using the new genome assembly, we were also able to analyze gene expression profiles of homeologous gene pairs arising from a whole-genome duplication in the Xenopus lineage. Here we see evidence of divergence in regulatory control among a significant proportion of pairs. Our data should provide a valuable resource for identifying genes involved in the regeneration process to target for future functional studies, in both naturally regenerative and non-regenerative vertebrates.
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