Znf131 是非洲爪蟾早期发育中原肠胚形成和神经胚形成所必需的

《Differentiation》：Znf131 is required for gastrulation and neurulation in early Xenopus development

　　摘要早期脊椎动物发育涉及几个高度协调的形态发生运动。两个关键运动是原肠胚形成（组织胚层空间排列）和神经胚形成（导致神经管的建立）。在本研究中，我们证明 POZ-ZF 转录因子 xZnf131 是非洲爪蟾（Xenopus laevis）原肠胚形成和神经胚形成期间适当形态发生运动所必需的。xZnf131 在非洲爪蟾早期发育过程中持续表达，并在背侧和前部胚胎结构（包括神经板）中富集定位。吗啉代寡核苷酸介导的 xZnf131 耗竭导致轴中胚层延伸以及神经管形成的缺陷。综上所述，这些发现确立了 xZnf131 作为非洲爪蟾早期发育期间适当形态发生运动所需的关键调节因子。章节片段引言早期脊椎动物形态发生涉及细胞增殖、迁移和分化的协调变化。在原肠胚形成期间，未来的中胚层和内胚层被外胚层包裹形成三胚层胚胎（De Robertis and Kuroda, 2004）。在原肠胚形成期间及随后的神经胚形成中，细胞交错导致组织沿内侧 - 外侧（ML）轴变窄并沿前 - 后（AP）轴延伸，这一过程称为收敛延伸（CE）。序列比对Znf131 基因组、RNA 和蛋白质序列从 NCBI 获取（登录号见文中）（Sayers et al., 2024）。核苷酸比对使用 BLAST 进行，而蛋白质序列比对使用 Clustal Omega 完成（Madeira et al., 2024; Sievers and Higgins, 2021）。胚胎卵从雌性非洲爪蟾收集，采用标准方案（Sive et al., 2000）。卵用悬浮在高盐 MBS 中的精子受精（88 mM NaCl, 1 mM）。非洲爪蟾 Znf131 在早期发育过程中表达，并在神经祖细胞组织中表达最高我们首先将未表征的非洲爪蟾 znf131.S（NP_001089876）与相关直系同源物进行比较，并确定了 N 端 BTB/POZ 蛋白结合域、四个 C2H2 锌指以及 C 端的一个 C2HC 型锌指（图 1A）。我们还注意到了之前在 HeLa 细胞中报告的两个核定位信号（Donaldson et al., 2007）。该基因编码一个 577 氨基酸的蛋白质（图 1B），并与人类或小鼠直系同源物具有 66.5% 和 65.8% 的同一性。讨论在本研究中，我们使用非洲爪蟾模型首次表征了早期脊椎动物发育期间的 POZ-ZF 蛋白 xZnf131，并证明 xZnf131 是非洲爪蟾胚胎原肠胚形成和神经胚形成期间适当形态发生运动所必需的。功能域内与其他脊椎动物直系同源物的高序列同一性表明 xZnf131 高度保守，并增加了表明 Znf131 在脊椎动物发育中起关键作用的积累数据。结论总之，我们首次表征了 BTB/POZ 锌指转录因子 xZnf131 在非洲爪蟾发育中的作用。我们的发现表明，xZnf131 是原肠胚形成和神经胚形成期间适当形态发生运动所必需的，确立了其作为非洲爪蟾早期胚胎发育重要调节因子的地位。CRediT 作者贡献声明朱莉·默瑟罗：调查。Jae-il Park：概念化、调查、方法论。罗伯特·W·考恩：形式分析、调查、可视化、写作 – 初稿、写作 – 审查和编辑。贾斯汀·纳普：数据管理、形式分析、调查、方法论、验证、可视化、写作 – 初稿。蒙戈·马森：概念化、形式分析、资金获取、方法论、资源、监督、写作 – 初稿、写作 – 审查和编辑。资助这项工作由加拿大自然科学和工程研究理事会（NSERC）向 JMD 提供的发现赠款（RGPIN-2020-06822）以及向 MM 提供的 NSERC 发现赠款（RGPIN 311684-2012）资助。致谢我们感谢尼克特·唐纳森博士对 xZnf131 构建体的亚克隆。贾斯汀·纳普 | 罗伯特·W·考恩 | 朱莉·默瑟罗 | Jae-il Park | 丹尼尔·穆罕默迪 | 皮埃尔·D·麦克里 | 蒙戈·马森 | 朱丽叶特·M·丹尼尔加拿大安大略省汉密尔顿市麦克马斯特大学生物系