文章信息
文章題目：Comprehensive maturity of nuclear pore complexes regulates zygotic genome activation
期刊：Cell
發(fā)表時間：2022年12月8日
主要內(nèi)容：清華大學生命科學學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(fù)合體綜合成熟度調(diào)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(diào)控是生物體內(nèi)細胞分化、形態(tài)發(fā)生和個體發(fā)育的分子基礎(chǔ)。幾乎所有的后生動物，在受精后的數(shù)小時內(nèi)，合子基因組保持沉默無轉(zhuǎn)錄發(fā)生。一段時間后，大量的合子基因同時開始表達，稱為合子基因組激活（zygotic genome activation, 簡稱major ZGA）。在這之前，會有少量的合子基因表達，稱為minor ZGA。ZGA的發(fā)生時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，在此之前胚盤細胞基本同步快速分裂，然后大量合子基因開始轉(zhuǎn)錄表達，細胞分裂變得不同步，該時期也稱為中囊胚轉(zhuǎn)換期（midblastula transition, 簡稱MBT）。目前已經(jīng)鑒定確認母源轉(zhuǎn)錄因子Nanog、Pou5f1和Sox19b對于斑馬魚minor ZGA少量合子基因的轉(zhuǎn)錄及MBT時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的調(diào)控機制尚不清楚。
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，是一個雙功能、雙向性的親水性核質(zhì)交換通道，控制物質(zhì)進出細胞核。核孔復(fù)合體對于細胞的命運決定具有重要意義。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)控了重要的生物學過程目前尚不清楚。
文章概述
該研究以斑馬魚為模式動物，首先通過定量質(zhì)譜分析等試驗發(fā)現(xiàn)并驗證包括Nanog、Pou5f1、Sox19b和Eomesa在內(nèi)的大部分母源轉(zhuǎn)錄因子，其在細胞核中的量隨胚胎發(fā)育顯著增加。同時在受精后至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后進入最大值，其后基本保持不變，CNM的這種變化趨勢與母源轉(zhuǎn)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nup133則促進其組裝，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
該研究對核孔復(fù)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問題，同時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）
一款采用進口菌株，經(jīng)特殊工藝制作而成的 BL21化學感受態(tài)細胞。多次榮登Science、Cell等知名期刊，助力科學研究。
產(chǎn)品特點：
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啟動子系統(tǒng)，如pGEX，pMAL。
使用pUC19質(zhì)粒檢測，轉(zhuǎn)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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