果蝇R7光感受器命运决定中Split增强子转录因子的调控机制与整合信号解码

本研究聚焦果蝇R7光感受器命运决定过程中Notch（N）与受体酪氨酸激酶（RTK）信号通路的协同调控机制。研究人员通过遗传学与分子生物学手段，揭示了Split增强子转录因子（E(spl)）家族成员E(spl)mδ/m8如何介导N信号对靶基因phyllopod（phyl）和seven-up（svp）的转录抑制，从而协调光感受器命运选择与R7亚型特化。该研究为多信号整合的细胞命运决定提供了范式，发表于《Developmental Biology》。

　　

在发育生物学领域，细胞如何整合多种同时接收的信号以做出精确命运决定，一直是未解之谜。果蝇的R7光感受器发育为此提供了理想模型——其命运由Notch（N）和受体酪氨酸激酶（RTK）两条通路共同决定，但两条通路如何“对话”并输出统一指令尚不清楚。更令人困惑的是，N信号在R7前体细胞中展现出双重角色：既通过抑制phyllopod（phyl）基因表达来对抗光感受器命运，又通过压制seven-up（svp）基因确保R7而非R1/6亚型的形成。这种看似矛盾的行为背后，隐藏着怎样的分子开关？

为破解这一谜题，研究团队聚焦于Enhancer of Split（E(spl)）转录因子家族。这类螺旋-环-螺旋结构的抑制性转录因子是N信号的经典效应器，但它们在R7命运决定中的具体作用仍属未知。通过构建UAS-Gal4系统驱动E(spl)成员在R1/6前体细胞中的异位表达，研究人员发现E(spl)mδ、E(spl)m8和E(spl)mβ能重编程细胞命运，模拟N激活效应。进一步利用CRISPR技术构建E(spl)-complex缺失突变体，证实这些因子对phyl和svp的转录抑制是R7特化的关键。

关键技术包括：1）基于Gal4/UAS系统的组织特异性基因表达调控；2）CRISPR-Cas9介导的E(spl)基因簇缺失突变体构建；3）荧光报告基因追踪phyl和svp的转录动态；4）遗传嵌合体分析突变表型。

表达E(spl)mδ、E(spl)m8和E(spl)mβ在R1/6前体中模拟N激活
当通过sev.Gal4驱动E(spl)成员表达时，这三个因子能促使R1/6前体转向R7命运，甚至在高表达时诱导非光感受器的视锥细胞命运。这表明E(spl)蛋白可干扰N信号调控的两个关键步骤。

E(spl)介导N信号对phyl转录的抑制
在R7前体中，N信号通过上调yan基因表达增强Yan蛋白的抑制功能，抵消RTK通路MAPK对Yan的失活作用。E(spl)缺失导致phyl抑制失效，证实其作为N信号的效应器参与这一平衡调控。

E(spl)独立调控svp表达决定R7亚型
不同于phyl的整合调控，svp抑制完全依赖N信号。E(spl)缺失突变体中svp异常表达，导致R7前体错误分化为R1/6类型，揭示E(spl)mδ/m8通过直接或间接抑制svp决定亚型特异性。

讨论与结论
该研究阐明E(spl)转录因子是N信号解码的核心执行者：在整合层面，它们与RTK通路交叉调控phyl表达，实现光感受器命运的“开关”控制；在独立层面，它们压制svp表达确保R7亚型特化。值得注意的是，虽然E(spl)mβ在异位表达实验中表现活性，但其内源性表达缺失提示功能冗余可能存在于家族成员间。这些发现不仅揭示了果蝇视网膜发育的精确调控网络，更为理解哺乳动物神经系统中类似的多信号整合机制提供了进化线索。正如研究者Andrew Tomlinson团队强调的，E(spl)介导的“分子舞蹈”展现了细胞如何通过转录因子的时空特异性组合，将混杂信号转化为明确命运指令的智慧。