Temporal integration of inductive cues on the way to gastrulation
Temporal integration of inductive cues on the way to gastrulation
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原肠胚形成过程中诱导线索的时间整合
DOI：
10.1073/pnas.2102691118
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发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Shvartsman, Stanislav Y.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
McFann, Sarah;Dutta, Sayantan;Toettcher, Jared E.;Shvartsman, Stanislav Y.
在早期胚胎中，内胚层和中胚层的标记通常一起表达，这可能反映了细胞在完全承诺之前探索潜在命运的能力。目前尚不清楚何时达成对单一胚层的承诺，以及外部信号如何影响这一承诺。在这里，我们在果蝇中解决了这个重要的问题，这是一个方便的模型系统，在这个系统中，中胚层和内胚层的命运与原肠发育过程中不同的细胞运动有关。系统地将内胚层诱导的细胞外信号调节激酶(ERK)信号应用于腹侧内侧胚胎-通常只接收中胚层诱导信号-揭示了一个关键的时间窗口，在此期间，前内胚层信号抑制了中胚层细胞的运动和基因表达。我们发现ERK靶基因huckebein(HKB)是腹侧皱纹抑制的主要原因，并使用计算模型表明HKB对中胚层相关基因甲骨的抑制足以解释广泛的转录和形态发生效应。我们的方法将精确的信号扰动与转录动力学和细胞运动的观察相结合，为剖析组合组织模式的复杂性提供了一个总体框架。
Markers for the endoderm and mesoderm germ layers are commonly expressed together in the early embryo, potentially reflecting cells’ ability to explore potential fates before fully committing. It remains unclear when commitment to a single-germ layer is reached and how it is impacted by external signals. Here, we address this important question inDrosophila, a convenient model system in which mesodermal and endodermal fates are associated with distinct cellular movements during gastrulation. Systematically applying endoderm-inducing extracellular signal-regulated kinase (ERK) signals to the ventral medial embryo—which normally only receives a mesoderm-inducing cue—reveals a critical time window during which mesodermal cell movements and gene expression are suppressed by proendoderm signaling. We identify the ERK target genehuckebein(hkb) as the main cause of the ventral furrow suppression and use computational modeling to show that Hkb repression of the mesoderm-associated genesnailis sufficient to account for a broad range of transcriptional and morphogenetic effects. Our approach, pairing precise signaling perturbations with observation of transcriptional dynamics and cell movements, provides a general framework for dissecting the complexities of combinatorial tissue patterning.
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影响因子：
4.6
作者：
A. Rodaway;H. Takeda;S. Koshida;J. Broadbent;B. Price;James C. Smith;R. Patient;N. Holder
通讯作者：
A. Rodaway;H. Takeda;S. Koshida;J. Broadbent;B. Price;James C. Smith;R. Patient;N. Holder
DOI：
10.1016/j.cub.2020.06.059
发表时间：
2020-09-07
期刊：
Current biology : CB
影响因子：
--
作者：
Johnson HE;Djabrayan NJV;Shvartsman SY;Toettcher JE
通讯作者：
Toettcher JE
影响因子：
11.8
作者：
Reeves, Gregory T.;Trisnadi, Nathanie;Truong, Thai V.;Nahmad, Marcos;Katz, Sophie;Stathopoulos, Angelike
通讯作者：
Stathopoulos, Angelike
影响因子：
4.6
作者：
R. M. Warga;C. Kimmel
通讯作者：
R. M. Warga;C. Kimmel
影响因子：
11.8
作者：
Johnson HE;Goyal Y;Pannucci NL;Schüpbach T;Shvartsman SY;Toettcher JE
通讯作者：
Toettcher JE