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昆明理工大学陈凯博士与普林斯顿大学Mike Levine院士合作发表《NATURE》研究论文


发布时间:2019-07-11  |   访问量:

2019年7月11日,普林斯顿大学Mike Levine院士(hox基因的共同发现者)和昆明理工大学陈凯博士作为共同通讯作者在国际顶尖科学杂志《NATURE》上,以长文形式发表了题为“Comprehensivesingle-celltranscriptomelineages ofa proto-vertebrate”(脊索动物的全面单细胞转录细胞谱系)的研究论文,并被《NATURE》杂志邀请国际知名科学家Nori Satoh进行了点评。

研究团队以玻璃海鞘为模型,绘制了世界上首个涵盖从三胚层分化到孵化全过程的脊索动物胚胎发育单细胞转录图谱,并成功构建了包括神经系统在内全部组织类型的细胞分化谱系。研究团队有效地探索细胞命运决定过程中的基因调控网络,揭示了脊索在整个脊索动物门进化过程的中间态,并提出脊椎动物特有的端脑(telencephalon)可能的新进化机制。

 

      利用单细胞组学重构玻璃海鞘胚胎发育谱系

解析细胞命运决定过程的转录动态是发育生物学的核心问题之一。包括线虫和海鞘在内的镶嵌发育(mosaicdevelopment)动物因胚胎发育个体差异极小,细胞谱系清楚,非常适合研究细胞命运决定过程中的转录调控。尤其是海鞘,作为脊椎动物的近亲,在探索脊索动物细胞命运决定保守机制和进化发育上有着极其重要的地位。   

    端脑可能的演化机制

端脑是公认的脊椎动物的主要进化创新,为之后高等脊椎动物大脑皮层的进化提供基础。研究团队通过对构建的玻璃海鞘所有前脑和相关细胞谱系的调控基因分析,发现主要的端脑发育转录因子在玻璃海鞘都有表达,但分别在两个结构上完全不同的区域。研究团队提出端脑有可能是前脑在神经管闭合过程中进一步往末端延伸,将神经基板的调控网络整合形成。为了验证这一个假说,来自Stowers Institute的王伟博士将连接着海鞘FoxG增强子的报告基因注射到非洲鳉鱼(N. furzeri)受精卵中,利用非洲鳉鱼性成熟极快的特点快速建立了稳定的转基因系,发现这个在神经基板里特异表达的荧光蛋白在鳉鱼幼虫的端脑最末端表达。这一发现和提出的前脑和神经基板基因网络整合的假说相一致,为脊椎动物端脑的起源和进化提供了重要分子证据。

陈凯博士2005年毕业于兰州大学,在中科院昆明动物所师从季维智研究员攻读硕士,2013年从美国斯托尔斯医学研究所取得发育生物学博士学位,2013-2018年在美国斯托尔斯医学研究所和美国普林斯顿大学从事博士后研究,以通讯作者/第一作者和主要作者在Nature、Cell、eLife、Cell Rep、Genes & Development、Genome Research等国际学术刊物上发表多篇论文,2018年11月加入昆明理工大学灵长类转化医学研究院,入选云南省“千人计划”。

论文链接:https://www.nature.com/articles/s41586-019-1385-y

评论链接:https://www.nature.com/articles/d41586-019-01967-0


 (供稿:灵长类转化医学研究院  生命科学与技术学院)


(编辑:昆明理工大学新闻中心)


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