Unraveling the gene regulatory network specifying urbilaterian photoreceptors - a comparative study between Branchiostoma (Chordata) and Platynereis (Annelida)
解开指定游动物光感受器的基因调控网络 - 文昌鱼(脊索动物)和扁平足动物(环节动物)之间的比较研究
基本信息
- 批准号:165401976
- 负责人:
- 金额:--
- 依托单位:
- 依托单位国家:德国
- 项目类别:Research Grants
- 财政年份:2010
- 资助国家:德国
- 起止时间:2009-12-31 至 2013-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The molecular analysis of eye development in mice and fly has revealed stunning similarities (such as the conserved role of Pax6) but also uncovered important differences in the set of transcription factors involved (for example, Rx playing a crucial role in the vertebrates but not in insects). We hypothesize that these differences reflect the differential deployment of two types of light-sensitive (photoreceptor) cells, ciliary and rhabdomeric . Both co-exist in many bilaterian animal groups; however vertebrates have recruited the ciliary and invertebrates the rhabdomeric type for vision. Hence, we propose to investigate the function of ciliary and/or rhabdomeric photoreceptor-specific transcription factors such as Rx, Prox, Otx, Six 12 and Lhx2 in eye and photoreceptor cell specification in the slow-evolving marine annelid Platynereis dumerilii. In this emerging molecular model species, both types of photoreceptor cells differentiate early and eye development is fully accessible from early larval stages onwards. In a collaborative effort with the laboratory of Zbynek Kozmik in Prague, Czech Republic, we will determine the genes directly regulated by these transcription factors by chromatin immunoprecipitation combined with second generation sequencing (ChiP-seq). The effect on putative targets will be validated and characterized by the morpholino knockdown technique recently established for Platynereis and/or by Zinc finger nuclease-mediated gene knockout followed by qPCR and in situ hybridisation analysis. Also, we will determine the cell type-specific expression of validated candidate genes by Wholemount In Silico Expression Profiling, another protocol recently developed in the Arendt laboratory that allows expression profiling in cellular resolution. Subsequently, our data will be compared with similar data obtained for the chordate amphioxus, another slow evolving marine molecular model with both ciliary and rhabdomeric photoreceptor cells. This way we aim at unravelling the conserved core of the photoreceptor-specific gene regulatory network in Bilateria as a starting point to understand similarities and differences in vertebrate versus invertebrate eye development.
对小鼠和苍蝇眼睛发育的分子分析揭示了惊人的相似性(例如Pax 6的保守作用),但也揭示了相关转录因子的重要差异(例如Rx在脊椎动物中发挥关键作用,但在昆虫中不起作用)。我们假设这些差异反映了两种类型的光敏感(感光)细胞,纤毛和横纹肌的差异部署。两者共存于许多两侧对称的动物群体中;然而脊椎动物已经招募了纤毛和无脊椎动物,横纹肌类型的视觉。因此,我们建议调查纤毛和/或横纹感光体特异性转录因子,如Rx,Prox,OTx,六12和Lhx 2在眼睛和感光细胞规格在缓慢进化的海洋环节动物Platynereis dumerilii的功能。在这种新兴的分子模型物种中,两种类型的感光细胞都在早期分化,并且从早期幼虫阶段开始就可以完全发育眼睛。在与捷克共和国布拉格的Zbynek Kozmik实验室的合作中,我们将通过染色质免疫沉淀结合第二代测序(ChiP-seq)来确定这些转录因子直接调控的基因。通过最近建立的用于Platynereis的吗啉代敲除技术和/或锌指核酸酶介导的基因敲除,随后进行qPCR和原位杂交分析,验证和表征对推定靶标的影响。此外,我们将通过Wholemount In Silico Expression Profiling(阿伦特实验室最近开发的另一种协议,允许在细胞分辨率中进行表达谱分析)确定经验证的候选基因的细胞类型特异性表达。随后,我们的数据将与脊索动物文昌鱼,另一个缓慢发展的海洋分子模型与纤毛和横纹感光细胞获得类似的数据进行比较。这种方式,我们的目的是解开保守的核心的光感受器特异性基因调控网络在Bilateria作为一个起点,了解脊椎动物与无脊椎动物的眼睛发育的相似性和差异。
项目成果
期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Molecular analysis of the amphioxus frontal eye unravels the evolutionary origin of the retina and pigment cells of the vertebrate eye
- DOI:10.1073/pnas.1207580109
- 发表时间:2012-09
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Pavel Vopalensky;Jiří Pergner;Michaela Liegertová;Èlia Benito-Gutiérrez;D. Arendt;Z. Kozmík
- 通讯作者:Pavel Vopalensky;Jiří Pergner;Michaela Liegertová;Èlia Benito-Gutiérrez;D. Arendt;Z. Kozmík
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