文章信息
文章題目：Comprehensive maturity of nuclear pore complexes regulates zygotic genome activation
期刊：Cell
發(fā)表時(shí)間：2022年12月8日
主要內(nèi)容：清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院孟安明院士課題組在Cell雜志上發(fā)表了文章Comprehensive maturity of nuclear pore complexes regulates zygotic genome activation，報(bào)道了核孔復(fù)合體綜合成熟度調(diào)控合子基因組激活的全新機(jī)制。
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.11.011
使用TransGen產(chǎn)品：
BL21 Chemically Competent Cell（CD901）
研究背景
基因表達(dá)調(diào)控是生物體內(nèi)細(xì)胞分化、形態(tài)發(fā)生和個(gè)體發(fā)育的分子基礎(chǔ)。幾乎所有的后生動(dòng)物，在受精后的數(shù)小時(shí)內(nèi)，合子基因組保持沉默無轉(zhuǎn)錄發(fā)生。一段時(shí)間后，大量的合子基因同時(shí)開始表達(dá)，稱為合子基因組激活（zygotic genome activation, 簡稱major ZGA）。在這之前，會(huì)有少量的合子基因表達(dá)，稱為minor ZGA。ZGA的發(fā)生時(shí)間在不同物種中存在差異，但是在同一物種中高度保守，如果蠅、爪蟾和斑馬魚等物種發(fā)生在囊胚中期，在此之前胚盤細(xì)胞基本同步快速分裂，然后大量合子基因開始轉(zhuǎn)錄表達(dá)，細(xì)胞分裂變得不同步，該時(shí)期也稱為中囊胚轉(zhuǎn)換期（midblastula transition, 簡稱MBT）。目前已經(jīng)鑒定確認(rèn)母源轉(zhuǎn)錄因子Nanog、Pou5f1和Sox19b對(duì)于斑馬魚minor ZGA少量合子基因的轉(zhuǎn)錄及MBT時(shí)期大量合子基因組激活均具有重要作用，但不同的轉(zhuǎn)錄因子為什么都要到MBT才能激活下游合子基因的表達(dá)的調(diào)控機(jī)制尚不清楚。
核孔復(fù)合體是生物體內(nèi)已知的最大復(fù)合體，主要由胞質(zhì)環(huán)、核質(zhì)環(huán)、核籃等結(jié)構(gòu)組成，是一個(gè)雙功能、雙向性的親水性核質(zhì)交換通道，控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞核。核孔復(fù)合體對(duì)于細(xì)胞的命運(yùn)決定具有重要意義。目前核孔復(fù)合體組成與結(jié)構(gòu)已揭開面紗，但在受精后早期胚胎發(fā)育過程中，核孔復(fù)合體的組成與構(gòu)象是否發(fā)生改變，以及其是否調(diào)控了重要的生物學(xué)過程目前尚不清楚。
文章概述
該研究以斑馬魚為模式動(dòng)物，首先通過定量質(zhì)譜分析等試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)并驗(yàn)證包括Nanog、Pou5f1、Sox19b和Eomesa在內(nèi)的大部分母源轉(zhuǎn)錄因子，其在細(xì)胞核中的量隨胚胎發(fā)育顯著增加。同時(shí)在受精后至MBT這一階段，核孔復(fù)合體的組成逐漸復(fù)雜，尺寸增大，成熟核孔的比例增加，即核孔復(fù)合體綜合成熟度（comprehensive NPC maturity, 簡稱CNM）逐漸增加，在MBT后進(jìn)入最大值，其后基本保持不變，CNM的這種變化趨勢(shì)與母源轉(zhuǎn)錄因子或核定位信號(hào)介導(dǎo)的熒光蛋白的入核變化趨勢(shì)高度一致，且CNM的變化曲線要早于核蛋白的入核量變化，預(yù)示著CNM可能是斑馬魚早期胚胎發(fā)育過程中母源轉(zhuǎn)錄因子入核變化的關(guān)鍵調(diào)控因素之一。
進(jìn)一步通過基因敲除核孔蛋白基因nup133和elys成功干擾核孔復(fù)合體在早期胚胎中的組裝，而過表達(dá)nup133則促進(jìn)其組裝，從而揭示在斑馬魚早期胚胎發(fā)育過程中，核孔復(fù)合體綜合成熟度逐漸增加，通過介導(dǎo)母源轉(zhuǎn)錄因子的入核變化，其調(diào)控了合子基因組激活的發(fā)生，扮演了ZGA分子時(shí)鐘的角色。
圖1： 核孔復(fù)合體綜合成熟度調(diào)控合子基因組激活模式圖
該研究對(duì)核孔復(fù)合體的功能研究及合子基因組激活的機(jī)制解釋都提供了新的視角，闡明了許多重要的生物學(xué)問題，同時(shí)也提供了許多新的研究興趣。
全式金產(chǎn)品支撐
優(yōu)質(zhì)的試劑是科學(xué)研究的利器。全式金的感受態(tài)細(xì)胞BL21 Chemically Competent Cell（CD901）助力本研究。
? BL21 Chemically Competent Cell（CD901）
一款采用進(jìn)口菌株，經(jīng)特殊工藝制作而成的 BL21化學(xué)感受態(tài)細(xì)胞。多次榮登Science、Cell等知名期刊，助力科學(xué)研究。
產(chǎn)品特點(diǎn)：
細(xì)胞具有四環(huán)素抗性(TetR)。
適用于毒性蛋白的表達(dá)，適用于Tac啟動(dòng)子系統(tǒng)，如pGEX，pMAL。
使用pUC19質(zhì)粒檢測，轉(zhuǎn)化效率可達(dá)107 cfu/μg DNA。
Control Plasmid II (Amp+)用于檢測細(xì)胞是否具有表達(dá)功能，表達(dá)的蛋白大小量約26 kDa。
使用BL21 Chemically Competent Cell（CD901）產(chǎn)品發(fā)表的部分文章：
● Shen W M, Gong B, X Y, Zhang Y L, et al. Comprehensive maturity of nuclear pore complexes regulates zygotic genome activation[J].Cell,2022.
● Zhong S, Li L, Wang Z J, et al. RALF peptide signaling controls the polytubey block in Arabidopsis[J].Science,2022.
● Bi G Z, Su M, Li N, et al. The ZAR1 resistosome is a calcium-permeable channel triggering plant immune signaling[J].Cell,2021.
● Wang Z Y, Sheng C J, Kan G Y, et al. RNAi Screening Identifies that TEX10 Promotes the Proliferation of Colorectal Cancer Cells by Increasing N-κB Activation[J].Advanced Science,2020.
● Distinct processing of lncRNAs contributes to non-conserved functions in stem cells[J].Cell,2020.
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