事項名稱：重要親源分子對胚層誘導和分化的調(diào)控首席科學家

項目名稱：首席科學家：孟安明清華大學起止年限：2011.1至2015.8依托部門：教育部5－1050－808-10Tol2（GFP報告基因）插入到一個母體基因內(nèi)時，GFP報告基因的表達將受該母體基因啟動子的控制，GFPTail－PCR、invertedPCR、RACEF2純Wnt、Nodal、BMP等關鍵發(fā)育信號通路的組份的表達；在突變體中過表達一些sqt、beta-catenin、bmp2b、fgf8、sox32等,確定它參與爪蛙胚層形成的母源基因，利用轉(zhuǎn)錄組分析技術(shù)（deepsequencing）鑒定斑馬魚父源特異性RNA。然后設計特異性的嗎啉環(huán)修飾的反義寡核苷酸去抑mRNA（RNA）的表達。在爪蛙上，將反義寡核苷酸注射到收集的卵母細胞中，可以有效地剔除儲存在卵母細胞中的目標mRNA，體外培2天后(可以使原來已存在的蛋白降解)，再將卵母細胞回移到處理過的雌蛙輸RNA相對比較簡單（RNA的量極少），將反義寡WntTGF-beta信號，以及細胞全能性相關因子在胚另一方面，TGF-betaWnt信號，以及與干細胞全能性相關的重要調(diào)控因nanogKlf4等）在胚層形成中的功能和作用機制。在前期工作中，我們已經(jīng)通WntTGF-beta并檢測相關標記基因表達的變化；3）Morpholino反義寡核苷酸，將其注射mRNA或反義寡核苷酸組合注射，探討基因互作關系，建立mRNA的過量表達或抑制）提供了基本條件，因而已成為研究脊椎動物早期胚“胚胎早期發(fā)育的分子機理研究”團隊引入了爪蛙母源基因功能分析技術(shù)和干細胞全能性因子在爪蛙中的功能研研究早期胚胎發(fā)育中母源因子對胚層誘導和分化的調(diào)控機理是國際上發(fā)育A在胚胎早期發(fā)育中的作用是最近（推測“親源因子對胚層形成的調(diào)控”Wnt、TGF-beta等信號的關系，在世界主流雜志JNeurosci，JCellSci、JBiolChem、DevBiol等發(fā)表多篇研究論文，并有許多合（一）（二）它們與已知的關鍵發(fā)育信號通路的關系是什么。Tol2轉(zhuǎn)座子基GFPRT-PCR等驗證其母源表達的時空特異性，為功能研究提供重要線索?；诒磉_譜克隆新的母源基因：通過亞細胞分離等技術(shù)從斑馬魚（或者爪蛙）RNA，通過差別表達及深度測序等RNA，并克隆進化上保守的母源基因（如：爪蛙、小鼠等。Tol2轉(zhuǎn)座子純合突變體（GFP插入）中，選擇具有早PCR手段克隆相對應的基因。合成嗎啉環(huán)修飾Wnt、TGF-beta等信號通路的遺傳互作。對RNAWntTGF-beta等信號通路的關系。RNARNA，通過深度測序mRNARNA，找出特異性的父源（精源）mRNARNA，RT-PCRRNA的保守性的確定：通過生物學RNAmRNA所編碼的蛋mRNARNARNA的鑒定：針對保守性RNA，合成嗎啉環(huán)修飾的反義寡核苷酸注射受精卵，通過胚胎期形態(tài)觀察RNA具有功能。有重要功能的RNA中挑選部mRNA，檢測相Nodal、BMP、FGF等信號通路在胚胎的早期發(fā)育中起重要作用，將通過生物化課題負責人：孟安明，男，47學術(shù)骨干：張建，男，43歲，研究員，中科院遺傳發(fā)育研究所1非洲爪蛙是研究母源基因在誘導胚層誘導和分化中的功能的最佳模式動物VegT在囊胚中期通Sox17，Mixer，GATA4/5/6TGF-betaNodal類生長因子，誘P2的作用入手，實現(xiàn)如下研究目標：①3RNA測序（RNA-Seq）確定囊胚中期、原腸胚早期預定外胚層中特異表達的合GeneOntologyRT-PCR驗證它們表功能分析，包括過量表達、異位表達以及嗎啉環(huán)修飾的反義核苷酸介導的敲低。F（VegTNodalFoxi1e/Xem,H3,XFDL156,xLim-5,SRF,Ectoderin等）的上游調(diào)控序列進行驗證，尋找位于其LuciferasePUnigeneA，設計并合成特異的反義寡核ChIP-on-hipTbxZin-fingerbHLHZipRNAPolII轉(zhuǎn)錄復合物組分的表達量過低或者不課題負責人：陶慶華，男，39主要學術(shù)骨干：趙亞輝，男，35歲，副研究員，中科院動物研究所1Arkadia促進Smad7的降解，從而上調(diào)TGF-betaSmad4和Wnt通路中的beta-catenin以及LEF1的相互作用在Spemann'sorganizer的形成中起著重要的作用;Smad4和Wnt信號調(diào)控分子APC的突變在結(jié)腸癌發(fā)生中都有作用；Smad7和beta-catenin以及LEF1/TCF4之間的相互作用對于TGF-beta誘導的細胞凋亡起著本課題的關鍵科學問題是在胚胎發(fā)育，特別是胚層誘導形成和分化過程中，2TGF-betaWnt的機制，實現(xiàn)如下研究目標：①TGF-beta信號的新的調(diào)控因子和調(diào)控機TGF-betaWnt信號在胚層形成和分化中的協(xié)調(diào)和交互作用。另外，我們還將3和分化調(diào)控的內(nèi)在機理，我們將主要進行以下幾方面的研究。1）新的調(diào)控TGF-beta與Wnt通路的分子機制：經(jīng)過近20－30年的研究，TGF-beta和Wnt通路方法和技術(shù)的出現(xiàn)，讓我們有了新的工具來研究他們的調(diào)控。我們將利用RNAi文庫，從基因組水平來篩選TGF-beta和nt通路的調(diào)控分子。TGF-beta的受體TGFbetaR1和TGFbetR2Smad蛋白是TGF-bet信號通路的調(diào)控。2TGF-bet與Wnt信號相關因子在早期胚胎發(fā)育中的作用和分子機制：TGF-beta信號，特別是其中的Nodal還有很多參與TGF-betaNoda（如斑馬魚Smad3aSad3b（如Dapper2、BAMBI）相互作用的因子。還發(fā)現(xiàn)了一些在缺失Nodal信號的斑馬魚突變體中表達下降的基因，這些因子/基因在胚胎發(fā)育中的功能或?qū)GF-beta信號通路的調(diào)控作用并不清楚。我們將研究這些因子/基因在斑馬魚和爪蛙胚胎早TGF-bta信號通路中的作用及其機Wnt信號的調(diào)控因子已被發(fā)現(xiàn)在胚胎早期發(fā)育中起到關鍵性的調(diào)Wnt信號在前我們已經(jīng)鑒定到多個調(diào)控Wnt信號的爪蛙基因，都可能以新的調(diào)控機制參與Wnt3）探討TGF-bta與Wnt通路之間的交互作用和整合如何影響早期胚胎發(fā)育：信信號調(diào)控的下游基因。hIP-on-chpChip-seqBAMBI蛋白既能參與上調(diào)Wnt通路同時又是一個重要的TGF-bet通路的抑制因子。對于這類的蛋白因子，我們還將著手建立一套基于TGF-beta與Wn期發(fā)現(xiàn)更多的類似BAMBI這樣同時作用于兩條通路的調(diào)控因子。此外，近年發(fā)現(xiàn)胰島素樣（IF）信號通路對胚層的分化也有影響，我們將探討一些F結(jié)合蛋白（IP）對胚層分化的影響及其與GF-bea和Wnt信號通路之間的互作關系。課題負責人：吳畏，男，41主要學術(shù)骨干：陳曄光，男，45歲，教授，清華大學生命科學院李筠，女，421Oct4、Klf4、Sox2、c-Myc、nanog等轉(zhuǎn)錄因子，不化的成體細胞誘導成為多能性的干細胞。另一方面，RA信號可以將胚胎干細胞觀遺傳控制機制協(xié)同維持胚胎干細胞的分化潛能？這些多能性因子、RA信號中2遺傳調(diào)節(jié)。揭示多能性因子與促胚層分化信號（TGF-beta、Wnt、RA信31Klf4Kf4、Kf2、Klf5Kruppel-likefacor家族轉(zhuǎn)錄因子，它們在胚胎干細胞中都有表達，但是它RT-PCRKlf4Klf2Kf5Klf2、Klf4Klf5對胚層分化的影響。并將通過交叉拯救實驗，區(qū)分三者在NAKlf我們還將通過報告基因、A、Co-IP/GST-pulldown、染色質(zhì)免疫共沉淀等離體（invtro）、在體（invivo）的蛋白AKlf家族轉(zhuǎn)錄因VgT、bta-catninNodalKlf家族轉(zhuǎn)錄因子與已知促胚層分化信號通路間的相互作用機制。在斑馬魚系統(tǒng)中檢Klf2Klf①Oc4同源因Oct25Kf4Oct25Klf4Oct25Klf4Oct25共同調(diào)節(jié)的靶基因。再用離體（A）或在體（P）Klf4Oct25可以同時結(jié)Kf4Oct25之間的相互作用機制的保守行作進一步研究。3）Kf4、Oct4等多能性轉(zhuǎn)錄因子與組蛋白修飾相關的表觀遺傳控制因子之間的相互作用。綜合運用過量表達、基因敲低、定量RT-PCR、WesternBloting、PGST-Pulwn、A、P、報告基因分析等實驗手段，檢測在胚層分化過程中，Klf4Oct4同組蛋白表觀遺傳控制因子之間可能存在的三種作用方式：其一，Klf4Oct4是否控制表觀遺傳修飾因子編碼基因Kf4、Oct4等多能性因子基因的轉(zhuǎn)錄具有Klf4、Oc4與組蛋白修飾酶是否在共同的靶基因啟動子區(qū)域協(xié)同作用。4）A在胚層分化中的功能和機制。在斑馬魚中利用嗎啉AA、A代謝酶（A降解Cyp26Aldh1aA（N-CoR（N-CoRSMRTA信號通路母源性信息是否通過控制表觀遺傳的改變而決定胚層的形成和分化。在爪蛙中驗證相關因子功能的進化保守性。5）Ant、TGF-betaAWntTGF-betaA課題負責人：曹螢，男，43主要學術(shù)骨干：趙慶順，男，45姚紀花，女，44歲，副教授，復旦大學遺傳所（三）12的研究側(cè)重于研究母源和父12以爪蛙系統(tǒng)為3WntTGF-beta信號轉(zhuǎn)導新的機理研究為主，側(cè)重于哺乳動物細4KlfRA信號通路因子的12發(fā)43合作，Wnt、TGF-beta3Wnt、TGF-beta1、2合作研究它們在斑馬魚和爪3合作研究其在多能性維持中的作用。課124合作研究其在干細胞多能性相關信號通路中的潛在作用。課21合作探討其在斑馬魚胚胎中的作用1）Tol2轉(zhuǎn)座子的基因捕F0群2）利用深度測序法，鑒定斑馬3）研究前期工作鑒定的多個母源因子（Tbx、Zinc-finger、bHLHZip、Trithorax、PcG、BTB-POZ、Norrin、Klf4Klf2Klf5aldh1a2cyp26a1等）等在斑馬魚Chip-chipTGF-beta、Wnt、IGF等信號通路相構(gòu)建三種新型的Tol2基因捕獲10000條魚的轉(zhuǎn)座F0群體。10個作用母源因子的發(fā)育TGF-beta、Wnt、IGF信抑制物質(zhì)是以蛋白質(zhì)還是RNA發(fā)SCI6-108-12F0F1F2群體；對F2群體進行突變表型篩選，并進行Klf因子、RA信號通路輔阻遏因子N-CoR、SMRT等在三個胚層形成和分化中的交互調(diào)控關系及其與TGF-betaWnt探討組蛋白H3甲基化在外胚層命4）對非洲爪蛙終末分化紅細胞cDNA文庫進行過量表達功能篩選；5）TGF-beta、Wnt以及IGF信號調(diào)控的直接靶基因；對鑒定TGF-beta、WntIGFKlf4Oct25協(xié)同調(diào)節(jié)的基因。1）5－105個突變基3-5個有發(fā)育功能的父源特異3）在斑馬魚和爪蛙上闡明幾個母源Kf4）獲得非洲爪蛙終末分化紅細胞核因子中全基因組轉(zhuǎn)錄抑制物質(zhì)的基TGF-beta、Wnt和IGF通路相關因子在信號轉(zhuǎn)導中的鑒別出受Klf4Oct25共同調(diào)7）SCI10-15篇。8）10-134）RA信號通路組份TGF-beta、WntIGF信Klf4Oct25調(diào)控的基因Klf4及Oct4（Oct25Oct60Oct91）Klf4Oct4同源因子與7）GST-pulldownKlf4或Oct4同源蛋白相結(jié)合的組蛋白甲基5－10個斑馬魚母源基因5個突變基5-10個母源和父源因子的發(fā)TGF-betaWntIGF信號通路調(diào)控因子和靶基因Klf4Oct25的協(xié)同RAWnt、TGF-beta信號通路之間在胚層分化7）SCI13－18篇。8）10-13WntTGF-beta信號的相互調(diào)Klf4Oct4同源蛋白如何5）Klf4Oct4同源基因的調(diào)控作用；在細Klf4Oct4與鑒6）RAWnt、TGFbeta之間相互調(diào)節(jié)的分子機制；RA信號通路組份與多能1）5-8個母源和父源因子的發(fā)2）WntTGF-beta信號確定重要母源和父3-5個互作因子的發(fā)育功能。3）Klf4Oct4及其同源蛋白2-3個重要基因的發(fā)育功能SCI15-1810-131）1）2）3-52）信號、Wnt信號、IGF信號、RASCI13-1510-134）A。受精后，在一定