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，報道了核孔復合體綜合成熟度調控合子基因組激活的全新機制。

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

基因表達調控是生物體內細胞分化、形態(tài)發(fā)生和個(gè)體發(fā)育的分子基礎。幾乎所有的后生動(dòng)物，在受精后的數小時(shí)內，合子基因組保持沉默無(wú)轉錄發(fā)生。一段時(shí)間后，大量的合子基因同時(shí)開(kāi)始表達，稱(chēng)為合子基因組激活（zygotic genome activation, 簡(jiǎn)稱(chēng)major ZGA）。在這之前，會(huì )有少量的合子基因表達，稱(chēng)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(yú)等物種發(fā)生在囊胚中期，在此之前胚盤(pán)細胞基本同步快速分裂，然后大量合子基因開(kāi)始轉錄表達，細胞分裂變得不同步，該時(shí)期也稱(chēng)為中囊胚轉換期（midblastula transition, 簡(jiǎn)稱(chēng)MBT）。目前已經(jīng)鑒定確認母源轉錄因子Nanog、Pou5f1和Sox19b對于斑馬魚(yú)minor ZGA少量合子基因的轉錄及MBT時(shí)期大量合子基因組激活均具有重要作用，但不同的轉錄因子為什么都要到MBT才能激活下游合子基因的表達的調控機制尚不清楚。

核孔復合體是生物體內已知的最大復合體，主要由胞質(zhì)環(huán)、核質(zhì)環(huán)、核籃等結構組成，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)出細胞核。核孔復合體對于細胞的命運決定具有重要意義。目前核孔復合體組成與結構已揭開(kāi)面紗，但在受精后早期胚胎發(fā)育過(guò)程中，核孔復合體的組成與構象是否發(fā)生改變，以及其是否調控了重要的生物學(xué)過(guò)程目前尚不清楚。

文章概述

該研究以斑馬魚(yú)為模式動(dòng)物，首先通過(guò)定量質(zhì)譜分析等試驗發(fā)現并驗證包括Nanog、Pou5f1、Sox19b和Eomesa在內的大部分母源轉錄因子，其在細胞核中的量隨胚胎發(fā)育顯著(zhù)增加。同時(shí)在受精后至MBT這一階段，核孔復合體的組成逐漸復雜，尺寸增大，成熟核孔的比例增加，即核孔復合體綜合成熟度（comprehensive NPC maturity, 簡(jiǎn)稱(chēng)CNM）逐漸增加，在MBT后進(jìn)入最大值，其后基本保持不變，CNM的這種變化趨勢與母源轉錄因子或核定位信號介導的熒光蛋白的入核變化趨勢高度一致，且CNM的變化曲線(xiàn)要早于核蛋白的入核量變化，預示著(zhù)CNM可能是斑馬魚(yú)早期胚胎發(fā)育過(guò)程中母源轉錄因子入核變化的關(guān)鍵調控因素之一。

進(jìn)一步通過(guò)基因敲除核孔蛋白基因nup133和elys成功干擾核孔復合體在早期胚胎中的組裝，而過(guò)表達nup133則促進(jìn)其組裝，從而揭示在斑馬魚(yú)早期胚胎發(fā)育過(guò)程中，核孔復合體綜合成熟度逐漸增加，通過(guò)介導母源轉錄因子的入核變化，其調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： 核孔復合體綜合成熟度調控合子基因組激活模式圖

該研究對核孔復合體的功能研究及合子基因組激活的機制解釋都提供了新的視角，闡明了許多重要的生物學(xué)問(wèn)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)：

細胞具有四環(huán)素抗性(TetR)。

適用于毒性蛋白的表達，適用于Tac啟動(dòng)子系統，如pGEX，pMAL。

使用pUC19質(zhì)粒檢測，轉化效率可達10⁷ cfu/μg DNA。

 Control Plasmid II (Amp⁺)用于檢測細胞是否具有表達功能，表達的蛋白大小量約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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