転写因子Lhx1とLhx3に注目した脊椎動物原腸胚オーガナイザーの進化発生生物学的解析

以转录因子 Lhx1 和 Lhx3 为重点的脊椎动物原肠胚组织者的进化和发育生物学分析

• 批准号: 09J02408
• 负责人: 安岡 有理
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J02408/
• 关键词: ネッタイツメガエル; ナメクジウオ; イソギンチャク; ChIP-seq; RNA-seq; Lim1/Lhx1; Otx2; Goosecoid; アフリカツメガエル; Lhx1; ニシツメガエル; chordin; ChIP

1)エンハンサー比較解析ナメクジウオ(Branchiostoma belcheri)のgscの5'側領域のエンハンサー活性を、Xenopus胚を用いたトランスジェニックレポーター解析で調べた結果、レポーター遺伝子がナメクジウオ様の発現を示したことから、頭部オーガナイザーの進化におけるgscエンハンサーの進化が明らかになった。2)イソギンチャク胚でのLhx1過剰発現実験解析イソギンチャク(Nematostella vectensis)胚へのmRNA顕微注入実験を行った結果、蛍光タンパク質恥nusを融合したNematostella Lhx1強活性化型コンストラクト(共役因子Ldb・Ssbpとの融合コンストラクト)を発現させた胚で二次軸誘導が観察された。3)Gscおよびヒストン修飾のChIP-seq解析および遺伝子過剰発現胚のRNA-seq解析(i)ネッタイツメガエル原腸胚と、抗Gsc抗体、抗ヒストンH3K4me1抗体、抗ヒストンH3K27ac抗体を用いてChIP-seq解析を行った。その結果、GscとOtx2との協調的な遺伝子抑制機構や、Lhx1,Otx2,Gscの結合するシス制御領域のエピジェネティックな状態が明らかになった。(ii)ネッタイツメガエル胚にOtx2とTle1を帯域に過剰発現させたものを原腸胚で回収し、RNA-seq解析を行った。さらに、頭部オーガナイザーミックス(Lhx1,Otx2,Gsc,Ldb1,Ssbp3,Tle1)を背側もしくは腹側の帯域に発現させ、発現させた側を胚全体の約三分の一切り取り、RNA-seq解析を行った。加えて、原腸胚の帯域を外科的に切り取り、RNA-seqを行うことで、帯域に発現する遺伝子の網羅的同定を試みた。これらの結果から、原腸胚帯域における遺伝子発現制御機構がゲノムワイドに解析可能になった。

1）比较增强子分析使用Xenopus胚胎的转基因报告基因分析研究了GSC 5'GSC的5'区域的增强剂活性（Branchiostoma belcheri），并且报告基因表现出较差的鱼类表达，从而揭示了GSC增强子在主管的进化中GSC增强子的演变。 2) Experimental analysis of Lhx1 overexpression in anemone embryos We conducted mRNA microinjection experiments into embryos of Nematostella vectensis, and secondary axis induction was observed in embryos expressing a Nematostella Lhx1 strongly activated construct (fusion construct with the conjugation factor Ldb and Ssbp) that fused the fluorescent protein embarrassment. 3）使用肠道肠道的胃肠道抗体和抗GSC抗体，抗Hist-Histone H3K4ME1抗体和抗抗体抗体和抗抗体抗体，对GSC和组蛋白修饰和RNA-SEQ分析（I）chip-Seq分析进行了芯片seq分析。结果，已经揭示了与LHX1，OTX2和GSC结合的顺式调节区域的GSC和OTX2之间的协调基因抑制机制。 （ii）OTX2和TLE1在刺胚胎中的OTX2和TLE1的频带中过表达，并分析了RNA-Seq。此外，头部组织者混合物（LHX1，OTX2，GSC，LDB1，SSBP3，TLE1）在背面或腹带中表达，并且将整个胚胎的三分之一切下了大约三分之一的侧面，并进行了RNA-SEQ分析。此外，通过手术切除胃术的带和进行RNA-seq，尝试了对乐队中表达的基因的全面鉴定。这些结果允许全基因组对胃区基因表达控制机制进行分析。

项目成果

Otx2はXenopus原腸胚頭部オーガナイザーにおける位置情報タグとしてグローバルな遺伝子制御を行う

Otx2作为爪蟾原肠胚头部组织者中的位置标签发挥全局基因调控作用

• 发表时间: 2011
• 作者: Yuuri Yasuoka;Masaaki Kobayashi;Daisuke Kurokawa;Kojl Akasaka;Hidetoshi Saiga;Masanori Taira;久保慶明;安岡有理;安岡有理
• 通讯作者: 安岡有理

Massively parallel regulation of head and non-head genes by Otx2, Lim1 and Gsc in early vertebrate embryos

早期脊椎动物胚胎中 Otx2、Lim1 和 Gsc 对头部和非头部基因的大规模并行调控

• 发表时间: 2012
• 作者: Yuuri Yasuoka;Masaaki Kobayashi;Daisuke Kurokawa;Kojl Akasaka;Hidetoshi Saiga;Masanori Taira;久保慶明;安岡有理
• 通讯作者: 安岡有理

脊椎動物原腸胚オーガナイザーにおける転写制御ネットワークとその進化(The overview of transcriptional networks in the vertebrate gastrula organizer and its evolution)

脊椎动物原肠胚组织者转录网络概述及其进化

• 发表时间: 2010
• 作者: Omotezako;T.;Onuma;T. A.;and Nishida;H.;安岡有理,須藤則広,高橋秀治,鈴木穣,丹藤由希子,窪川かおる,菅野純夫,浅島誠,平良眞規
• 通讯作者: 安岡有理,須藤則広,高橋秀治,鈴木穣,丹藤由希子,窪川かおる,菅野純夫,浅島誠,平良眞規

The molecular entity of positional information revealed by ChIP-sequence analysis for Lim1 and Otx2 in the head organizer and its application for evolutionary analysis(頭部オーガナイザーにおけるLim1とOtx2のChIP-sequence解析から明らかになった位置情報の分子実体とその進化解析への応用)

通过 ChIP 序列分析揭示头部组织中 Lim1 和 Otx2 位置信息的分子实体及其在进化分析中的应用（在进化分析中的应用）

• 发表时间: 2011
• 作者: Yasuoka Y.;Sudou N.;Takahashi S.;Tando Y.;Suzuki Y.;Sugano S.;Kubokawa K.;Asashima M.;and Taira M.
• 通讯作者: and Taira M.

Evolutionarily conserved roles of the Lhx1/Ldb/Ssbp complex in the organizer from Nematostella to Xenopus(真正後生動物で進化的に保存されたLhx1/Ldb/Ssbp複合体のオーガナイザーにおける役割)

Lhx1/Ldb/Ssbp 复合体在从线虫到爪蟾组织者中的进化保守作用

• 发表时间: 2009
• 作者: Yuuri Yasuoka;Yuuki Goya;Koji Akasaka;Hidetoshi Saiga;Masanori Taira
• 通讯作者: Masanori Taira