事项名称：重要亲源分子对胚层诱导和分化的调控首席科学家

项目名称：首席科学家：孟安明清华大学起止年限：2011.1至2015.8依托部门：教育部5－1050－808-10Tol2（GFP报告基因）插入到一个母体基因内时，GFP报告基因的表达将受该母体基因启动子的控制，GFPTail－PCR、invertedPCR、RACEF2纯Wnt、Nodal、BMP等关键发育信号通路的组份的表达；在突变体中过表达一些sqt、beta-catenin、bmp2b、fgf8、sox32等,确定它参与爪蛙胚层形成的母源基因，利用转录组分析技术（deepsequencing）鉴定斑马鱼父源特异性RNA。然后设计特异性的吗啉环修饰的反义寡核苷酸去抑mRNA（RNA）的表达。在爪蛙上，将反义寡核苷酸注射到收集的卵母细胞中，可以有效地剔除储存在卵母细胞中的目标mRNA，体外培2天后(可以使原来已存在的蛋白降解)，再将卵母细胞回移到处理过的雌蛙输RNA相对比较简单（RNA的量极少），将反义寡WntTGF-beta信号，以及细胞全能性相关因子在胚另一方面，TGF-betaWnt信号，以及与干细胞全能性相关的重要调控因nanogKlf4等）在胚层形成中的功能和作用机制。在前期工作中，我们已经通WntTGF-beta并检测相关标记基因表达的变化；3）Morpholino反义寡核苷酸，将其注射mRNA或反义寡核苷酸组合注射，探讨基因互作关系，建立mRNA的过量表达或抑制）提供了基本条件，因而已成为研究脊椎动物早期胚“胚胎早期发育的分子机理研究”团队引入了爪蛙母源基因功能分析技术和干细胞全能性因子在爪蛙中的功能研研究早期胚胎发育中母源因子对胚层诱导和分化的调控机理是国际上发育A在胚胎早期发育中的作用是最近（推测“亲源因子对胚层形成的调控”Wnt、TGF-beta等信号的关系，在世界主流杂志JNeurosci，JCellSci、JBiolChem、DevBiol等发表多篇研究论文，并有许多合（一）（二）它们与已知的关键发育信号通路的关系是什么。Tol2转座子基GFPRT-PCR等验证其母源表达的时空特异性，为功能研究提供重要线索。基于表达谱克隆新的母源基因：通过亚细胞分离等技术从斑马鱼（或者爪蛙）RNA，通过差别表达及深度测序等RNA，并克隆进化上保守的母源基因（如：爪蛙、小鼠等。Tol2转座子纯合突变体（GFP插入）中，选择具有早PCR手段克隆相对应的基因。合成吗啉环修饰Wnt、TGF-beta等信号通路的遗传互作。对RNAWntTGF-beta等信号通路的关系。RNARNA，通过深度测序mRNARNA，找出特异性的父源（精源）mRNARNA，RT-PCRRNA的保守性的确定：通过生物学RNAmRNA所编码的蛋mRNARNARNA的鉴定：针对保守性RNA，合成吗啉环修饰的反义寡核苷酸注射受精卵，通过胚胎期形态观察RNA具有功能。有重要功能的RNA中挑选部mRNA，检测相Nodal、BMP、FGF等信号通路在胚胎的早期发育中起重要作用，将通过生物化课题负责人：孟安明，男，47学术骨干：张建，男，43岁，研究员，中科院遗传发育研究所1非洲爪蛙是研究母源基因在诱导胚层诱导和分化中的功能的最佳模式动物VegT在囊胚中期通Sox17，Mixer，GATA4/5/6TGF-betaNodal类生长因子，诱P2的作用入手，实现如下研究目标：①3RNA测序（RNA-Seq）确定囊胚中期、原肠胚早期预定外胚层中特异表达的合GeneOntologyRT-PCR验证它们表功能分析，包括过量表达、异位表达以及吗啉环修饰的反义核苷酸介导的敲低。F（VegTNodalFoxi1e/Xem,H3,XFDL156,xLim-5,SRF,Ectoderin等）的上游调控序列进行验证，寻找位于其LuciferasePUnigeneA，设计并合成特异的反义寡核ChIP-on-hipTbxZin-fingerbHLHZipRNAPolII转录复合物组分的表达量过低或者不课题负责人：陶庆华，男，39主要学术骨干：赵亚辉，男，35岁，副研究员，中科院动物研究所1Arkadia促进Smad7的降解，从而上调TGF-betaSmad4和Wnt通路中的beta-catenin以及LEF1的相互作用在Spemann'sorganizer的形成中起着重要的作用;Smad4和Wnt信号调控分子APC的突变在结肠癌发生中都有作用；Smad7和beta-catenin以及LEF1/TCF4之间的相互作用对于TGF-beta诱导的细胞凋亡起着本课题的关键科学问题是在胚胎发育，特别是胚层诱导形成和分化过程中，2TGF-betaWnt的机制，实现如下研究目标：①TGF-beta信号的新的调控因子和调控机TGF-betaWnt信号在胚层形成和分化中的协调和交互作用。另外，我们还将3和分化调控的内在机理，我们将主要进行以下几方面的研究。1）新的调控TGF-beta与Wnt通路的分子机制：经过近20－30年的研究，TGF-beta和Wnt通路方法和技术的出现，让我们有了新的工具来研究他们的调控。我们将利用RNAi文库，从基因组水平来筛选TGF-beta和nt通路的调控分子。TGF-beta的受体TGFbetaR1和TGFbetR2Smad蛋白是TGF-bet信号通路的调控。2TGF-bet与Wnt信号相关因子在早期胚胎发育中的作用和分子机制：TGF-beta信号，特别是其中的Nodal还有很多参与TGF-betaNoda（如斑马鱼Smad3aSad3b（如Dapper2、BAMBI）相互作用的因子。还发现了一些在缺失Nodal信号的斑马鱼突变体中表达下降的基因，这些因子/基因在胚胎发育中的功能或对TGF-beta信号通路的调控作用并不清楚。我们将研究这些因子/基因在斑马鱼和爪蛙胚胎早TGF-bta信号通路中的作用及其机Wnt信号的调控因子已被发现在胚胎早期发育中起到关键性的调Wnt信号在前我们已经鉴定到多个调控Wnt信号的爪蛙基因，都可能以新的调控机制参与Wnt3）探讨TGF-bta与Wnt通路之间的交互作用和整合如何影响早期胚胎发育：信信号调控的下游基因。hIP-on-chpChip-seqBAMBI蛋白既能参与上调Wnt通路同时又是一个重要的TGF-bet通路的抑制因子。对于这类的蛋白因子，我们还将着手建立一套基于TGF-beta与Wn期发现更多的类似BAMBI这样同时作用于两条通路的调控因子。此外，近年发现胰岛素样（IF）信号通路对胚层的分化也有影响，我们将探讨一些F结合蛋白（IP）对胚层分化的影响及其与GF-bea和Wnt信号通路之间的互作关系。课题负责人：吴畏，男，41主要学术骨干：陈晔光，男，45岁，教授，清华大学生命科学院李筠，女，421Oct4、Klf4、Sox2、c-Myc、nanog等转录因子，不化的成体细胞诱导成为多能性的干细胞。另一方面，RA信号可以将胚胎干细胞观遗传控制机制协同维持胚胎干细胞的分化潜能？这些多能性因子、RA信号中2遗传调节。揭示多能性因子与促胚层分化信号（TGF-beta、Wnt、RA信31Klf4Kf4、Kf2、Klf5Kruppel-likefacor家族转录因子，它们在胚胎干细胞中都有表达，但是它RT-PCRKlf4Klf2Kf5Klf2、Klf4Klf5对胚层分化的影响。并将通过交叉拯救实验，区分三者在NAKlf我们还将通过报告基因、A、Co-IP/GST-pulldown、染色质免疫共沉淀等离体（invtro）、在体（invivo）的蛋白AKlf家族转录因VgT、bta-catninNodalKlf家族转录因子与已知促胚层分化信号通路间的相互作用机制。在斑马鱼系统中检Klf2Klf①Oc4同源因Oct25Kf4Oct25Klf4Oct25Klf4Oct25共同调节的靶基因。再用离体（A）或在体（P）Klf4Oct25可以同时结Kf4Oct25之间的相互作用机制的保守行作进一步研究。3）Kf4、Oct4等多能性转录因子与组蛋白修饰相关的表观遗传控制因子之间的相互作用。综合运用过量表达、基因敲低、定量RT-PCR、WesternBloting、PGST-Pulwn、A、P、报告基因分析等实验手段，检测在胚层分化过程中，Klf4Oct4同组蛋白表观遗传控制因子之间可能存在的三种作用方式：其一，Klf4Oct4是否控制表观遗传修饰因子编码基因Kf4、Oct4等多能性因子基因的转录具有Klf4、Oc4与组蛋白修饰酶是否在共同的靶基因启动子区域协同作用。4）A在胚层分化中的功能和机制。在斑马鱼中利用吗啉AA、A代谢酶（A降解Cyp26Aldh1aA（N-CoR（N-CoRSMRTA信号通路母源性信息是否通过控制表观遗传的改变而决定胚层的形成和分化。在爪蛙中验证相关因子功能的进化保守性。5）Ant、TGF-betaAWntTGF-betaA课题负责人：曹萤，男，43主要学术骨干：赵庆顺，男，45姚纪花，女，44岁，副教授，复旦大学遗传所（三）12的研究侧重于研究母源和父12以爪蛙系统为3WntTGF-beta信号转导新的机理研究为主，侧重于哺乳动物细4KlfRA信号通路因子的12发43合作，Wnt、TGF-beta3Wnt、TGF-beta1、2合作研究它们在斑马鱼和爪3合作研究其在多能性维持中的作用。课124合作研究其在干细胞多能性相关信号通路中的潜在作用。课21合作探讨其在斑马鱼胚胎中的作用1）Tol2转座子的基因捕F0群2）利用深度测序法，鉴定斑马3）研究前期工作鉴定的多个母源因子（Tbx、Zinc-finger、bHLHZip、Trithorax、PcG、BTB-POZ、Norrin、Klf4Klf2Klf5aldh1a2cyp26a1等）等在斑马鱼Chip-chipTGF-beta、Wnt、IGF等信号通路相构建三种新型的Tol2基因捕获10000条鱼的转座F0群体。10个作用母源因子的发育TGF-beta、Wnt、IGF信抑制物质是以蛋白质还是RNA发SCI6-108-12F0F1F2群体；对F2群体进行突变表型筛选，并进行Klf因子、RA信号通路辅阻遏因子N-CoR、SMRT等在三个胚层形成和分化中的交互调控关系及其与TGF-betaWnt探讨组蛋白H3甲基化在外胚层命4）对非洲爪蛙终末分化红细胞cDNA文库进行过量表达功能筛选；5）TGF-beta、Wnt以及IGF信号调控的直接靶基因；对鉴定TGF-beta、WntIGFKlf4Oct25协同调节的基因。1）5－105个突变基3-5个有发育功能的父源特异3）在斑马鱼和爪蛙上阐明几个母源Kf4）获得非洲爪蛙终末分化红细胞核因子中全基因组转录抑制物质的基TGF-beta、Wnt和IGF通路相关因子在信号转导中的鉴别出受Klf4Oct25共同调7）SCI10-15篇。8）10-134）RA信号通路组份TGF-beta、WntIGF信Klf4Oct25调控的基因Klf4及Oct4（Oct25Oct60Oct91）Klf4Oct4同源因子与7）GST-pulldownKlf4或Oct4同源蛋白相结合的组蛋白甲基5－10个斑马鱼母源基因5个突变基5-10个母源和父源因子的发TGF-betaWntIGF信号通路调控因子和靶基因Klf4Oct25的协同RAWnt、TGF-beta信号通路之间在胚层分化7）SCI13－18篇。8）10-13WntTGF-beta信号的相互调Klf4Oct4同源蛋白如何5）Klf4Oct4同源基因的调控作用；在细Klf4Oct4与鉴6）RAWnt、TGFbeta之间相互调节的分子机制；RA信号通路组份与多能1）5-8个母源和父源因子的发2）WntTGF-beta信号确定重要母源和父3-5个互作因子的发育功能。3）Klf4Oct4及其同源蛋白2-3个重要基因的发育功能SCI15-1810-131）1）2）3-52）信号、Wnt信号、IGF信号、RASCI13-1510-134）A。受精后，在一定