成像活斑马鱼胚胎实时揭示了基本身体计划的布局

A * STAR医学生物学研究所和新加坡分子与细胞生物学研究所的一个研究小组展示了基因调节蛋白Pou5f3和Nanog如何决定斑马鱼胚胎体组织的组织。他们的工作表明，正常胚胎发育背后的分子事件的编排有多精确，以及为什么它容易出错。

小而透明的斑马鱼胚胎是一种越来越受欢迎的模式生物，用于成像动物发育的最早阶段。制定动物身体计划的第一步发生在一个简单的胚胎细胞球形成三个不同的层 - 外胚层，中胚层和内胚层 - 在一个称为原肠胚形成的过程中。被称为“转录因子”的蛋白质对基因的调节对于指导细胞形成这些层并随后分化成形成身体组织的特化细胞至关重要。

使用最新的成像技术：荧光寿命成像显微镜(FLIM)和荧光相关显微镜(FCS)，作者追踪了在原肠胚胎中原肠胚期间荧光标记的Pou5f3的活性。“这些最先进的技术，使我们能够更好地评估驱动体内干细胞规格的动态变化”，该研究的负责人Bruno Reversade解释说。

研究小组在中胚层细胞中发现了最高水平的DNA结合(活性)Pou5f3，它也与Nanog相互作用。Pou5f3-Nanog复合物被限制在中胚层的特定区域，并且去除Pou5f3或Nanog破坏了不同的外胚层，中胚层和内胚层的形成。这些发现表明，Pou5f3-Nanog复合物是指定形成这些层的细胞所必需的，因此，组织的发育将最终形成鱼的顶侧和侧面。

他们还表明，Pou5f3-Nanog复合物的活性受到转录因子Sox32的限制，该转录因子与Nanog在内胚层中与Pou5f3结合竞争。

有趣的是，突变斑马鱼的结果表明，保守的激素elabela控制Sox32的水平，允许Pou5f3-Nanog复合物的形成和参与骨形态发生蛋白(BMP)信号传导的基因的表达，这对于组织规格是必需的。

这些发现共同突出了Pou5f3-Nanog复合物在早期发育过程中调节BMP活性的新机制。本研究中描述的转录因子的严格调控可能在脊椎动物中是保守的。

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