蝶前翼中Ultrabithorax无活化的Cis调节模式

科学领域:

• 发展生物学 发展生物学
• 遗传学 是一个遗传学.
• 进化生物学 进化生物学

背景情况:

• 像Ultrabithorax (Ubx) 这样的Hox基因对于动物发育中的区域专业化至关重要.
• 了解霍克斯基因调节,特别是沉默机制,至关重要,但在多种昆虫中除了Drosophila之外还未得到充分研究.
• 蝶拥有连续的Hox群,与Drosophila的分离群不同,使它们成为研究Hox基因调节的独特模型.

研究的目的:

• 为了研究Ubx表达是如何被限制在一个连续的Hox集群内的蝶的后翼.
• 识别控制Ubx表达的监管元素,如边界元素 (BEs),以此来控制Ubx表达.
• 探索非编码RNA和cis-regulatory模块在Ubx调节中的作用.

主要方法:

• 对Junonia coenia中的Hi-C和ATAC-seq数据进行分析,以绘制染色质可访问性和相互作用的地图.
• 边界元素 (BE) 和其他非编码区域的CRISPR介导的突变发生.
• 在Heliconius蝶中观察和分析自发的同源现象型.

主要成果:

• 含有Ubx的拓相关域 (TAD) 保持了后翼特定的染色体开放.
• 与Ubx TAD相邻的边界元素 (BE) 将其与天线 (Antp) 位隔离.
• 对BE的干扰导致前翼外宫Ubx的表达,导致同居变化.
• 在Ubx TAD中的突变显示了激活和抑制的调节元素.

结论:

• 沉声和绝缘序列对于防止蝶前翼中虚假的Ubx表达至关重要.
• 边界元素在维护独特的霍克斯基因表达域中发挥着关键作用.
• 蝶翅膀的专业化为研究霍克斯基因调节的进化提供了一个强大的系统.