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T-box基因家族主要由具有保守的DNA结合区的转录因子组成,T-box基因在胚胎早期命运决定、胚胎外组织的发育调节和器官发生中发挥着重要的功能。
VegT是爪蟾早期发育中重要的T-box基因之一,其mRNA在母源和合子均有表达,母源VegTmRNA表达在植物极,在囊胚后期,合子VegTmRNA表达在赤道区,研究发现母源VegT对于内胚层的形成和内胚层释放中胚层诱导信号是必需的,但是合子VegT的功能却没有报道。在斑马鱼中,Spadetail(Spt)是VegT的同源基因,Spt主要在中胚层表达,Spt在集中延长运动和躯干旁轴中胚层的形成中发挥了重要作用。Spt调控的下游基因还不清楚,寻找Spt的靶基因对于了解其作用机制具有重要意义。
本研究通过功能缺失的方法研究合子VegT(zVegT)的功能,利用基因芯片来筛选Spt的下游靶基因。研究发现:合子VegT功能缺失可以抑制TGF-β、T-box和内生诱导信号诱导的中胚层的形成,中胚层诱导后功能缺失合子VegT导致胚胎集中延长运动的缺陷,而对胚层形成和母源VegT的下游基因Sox17α的表达没有影响;VegT可以直接调控Wnt8和Wnt11的表达和间接调控Myf-5的表达;利用基因芯片比较野生型和Spt功能缺失胚胎的基因表达水平筛选到80个候选基因,初步确认了10个是真实的下游基因。
我们的结果显示合子VegT在爪蟾中胚层形成和集中延长运动中发挥了重要作用,同时Spt下游靶基因的获得为研究其分子机制提供了新的工具和手段。