文章信息
文章题目：Comprehensive maturity of nuclear pore complexes regulates zygotic genome activation
期刊：Cell
发表时间：2022年12月8日
主要内容：清华大学生命科学学院孟安明院士课题组在Cell杂志上发表了文章Comprehensive maturity of nuclear pore complexes regulates zygotic genome activation，报道了核孔复合体综合成熟度调控合子基因组激活的全新机制。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.11.011
使用TransGen产品：
BL21 Chemically Competent Cell（CD901）
研究背景
基因表达调控是生物体内细胞分化、形态发生和个体发育的分子基础。几乎所有的后生动物，在受精后的数小时内，合子基因组保持沉默无转录发生。一段时间后，大量的合子基因同时开始表达，称为合子基因组激活（zygotic genome activation, 简称major ZGA）。在这之前，会有少量的合子基因表达，称为minor ZGA。ZGA的发生时间在不同物种中存在差异，但是在同一物种中高度保守，如果蝇、爪蟾和斑马鱼等物种发生在囊胚中期，在此之前胚盘细胞基本同步快速分裂，然后大量合子基因开始转录表达，细胞分裂变得不同步，该时期也称为中囊胚转换期（midblastula transition, 简称MBT）。目前已经鉴定确认母源转录因子Nanog、Pou5f1和Sox19b对于斑马鱼minor ZGA少量合子基因的转录及MBT时期大量合子基因组激活均具有重要作用，但不同的转录因子为什么都要到MBT才能激活下游合子基因的表达的调控机制尚不清楚。
核孔复合体是生物体内已知的最大复合体，主要由胞质环、核质环、核篮等结构组成，是一个双功能、双向性的亲水性核质交换通道，控制物质进出细胞核。核孔复合体对于细胞的命运决定具有重要意义。目前核孔复合体组成与结构已揭开面纱，但在受精后早期胚胎发育过程中，核孔复合体的组成与构象是否发生改变，以及其是否调控了重要的生物学过程目前尚不清楚。
文章概述
该研究以斑马鱼为模式动物，首先通过定量质谱分析等试验发现并验证包括Nanog、Pou5f1、Sox19b和Eomesa在内的大部分母源转录因子，其在细胞核中的量随胚胎发育显著增加。同时在受精后至MBT这一阶段，核孔复合体的组成逐渐复杂，尺寸增大，成熟核孔的比例增加，即核孔复合体综合成熟度（comprehensive NPC maturity, 简称CNM）逐渐增加，在MBT后进入最大值，其后基本保持不变，CNM的这种变化趋势与母源转录因子或核定位信号介导的荧光蛋白的入核变化趋势高度一致，且CNM的变化曲线要早于核蛋白的入核量变化，预示着CNM可能是斑马鱼早期胚胎发育过程中母源转录因子入核变化的关键调控因素之一。
进一步通过基因敲除核孔蛋白基因nup133和elys成功干扰核孔复合体在早期胚胎中的组装，而过表达nup133则促进其组装，从而揭示在斑马鱼早期胚胎发育过程中，核孔复合体综合成熟度逐渐增加，通过介导母源转录因子的入核变化，其调控了合子基因组激活的发生，扮演了ZGA分子时钟的角色。
图1： 核孔复合体综合成熟度调控合子基因组激活模式图
该研究对核孔复合体的功能研究及合子基因组激活的机制解释都提供了新的视角，阐明了许多重要的生物学问题，同时也提供了许多新的研究兴趣。
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使用BL21 Chemically Competent Cell（CD901）产品发表的部分文章：
● 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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