“模块化”超级增强子控制视网膜发育

【字体: 时间:2022年01月14日 来源:Nature Communications

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  圣裘德儿童研究医院(St. Jude Children ' s Research Hospital)的科学家们发现,在视网膜形成过程中,一个控制基因表达的超级增强子的某些区域具有不同的功能,他们称之为“模块化”超级增强子。

  
   

Honnell and Norrie    

图片:圣裘德科学家Jackie Norrie博士和圣裘德研究生Victoria Honnell是一个团队的成员,他们发现了在视网膜形成过程中控制基因表达的超级增强子区域的不同功能。

资料来源:圣犹大儿童研究医院

增强子是DNA的一个区域,它不编码蛋白质,而是控制基因的表达方式。超级增强子是一组增强子,它们共同调控在细胞特性中发挥重要作用的基因。圣裘德儿童研究医院(St. Jude Children 's Research Hospital)的科学家们研究了vx2超级增强剂及其在视网膜发育中的作用。他们的评估显示,超级增强子有四个不同功能的区域。这种模块化的超级增强器提供了一种研究基因在发育过程中的表达的方法。有关这项工作的一篇论文今天发表在《自然通讯》上。

基因表达在细胞发育过程中是重要的,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vx2对正常的眼睛发育至关重要。它在视网膜前体细胞中表达,并在已建立的双极神经元和Müller神经胶质细胞中发现。

几十年来,研究人员一直在研究Vsx2,以了解它是如何影响发育的。基因功能的研究通常是通过敲除(移除)基因和观察什么变化来进行的。然而,当vx2被击倒时,眼睛并没有形成。研究人员无法研究未形成的东西,因此他们需要在视网膜形成的不同时间微调Vsx2表达的能力。

“在大脑发育过程中,像vx2和许多其他重要转录因子,通常在不同的时间在大脑发育的不同部位以一种精确协调的方式表达,”通讯作者迈克尔·戴尔博士说,他是圣裘德学院发育神经生物学系主任和霍华德·休斯医学研究所研究员。“我们想要更好地了解这种复杂的表达舞蹈是如何控制的,基因在一种细胞类型的某个时刻打开,然后在另一种细胞类型关闭,然后在另一个区域完全激活。”

测试第一个模块化超级增强器

vx2的一个超增强因子控制着视网膜发育过程中复杂的动态表达模式。

圣裘德生物医学研究生院的学生、第一作者维多利亚·霍奈尔说:“虽然已经通过计算确定了数千种超级增强子,但很少有功能测试。”“我们对vx2超级增强器的功能测试显示出了不同的区域。”

“我们称之为模块化的超级增强器,”Honnell说。“这种超级增强剂的一部分在早期视网膜发育中发挥作用,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vx2超级增强器中发现了四个不同的区域。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器中不同区域的独立功能。

未来研究的蓝图

研究模块化的超级增强子比传统的基因组方法(如敲除基因)更清楚地了解了基因表达的功能影响。模块化的超级增强子允许科学家在特定的发育阶段改变特定细胞类型中单个转录因子的表达。因此,模块化超级增强器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:“当你能完全了解这些模块化的超级增强子的工作原理时,你就能在一个框架下全面了解所有的超级增强子,从而更广泛地了解它们。”“想象一下,如果你把一个时钟拆开,你就会知道哪些部件在哪里,它们在做什么。如果你拆卸了一个完全不同的时钟,你就会根据第一个时钟的拆卸情况,对部件的摆放位置有一个很好的蓝图。”


文章标题

Identification of a modular super-enhancer in murine retinal development



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