Building a gene regulatory network-based model for cell fate specification and morphogenesis using a new mollusc model.
使用新的软体动物模型构建基于基因调控网络的细胞命运规范和形态发生模型。
基本信息
- 批准号:10442683
- 负责人:
- 金额:$ 38.7万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2019
- 资助国家:美国
- 起止时间:2019-08-15 至 2024-06-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AdultAnimalsAreaArthropodsBehaviorBiologicalBiological ModelsBiologyCell LineageCell modelCellsCharacteristicsDevelopmentDevelopmental BiologyDevelopmental GeneEchinodermataEmbryoEmbryonic OrganizersEvolutionExhibitsGenesHealthHumanKnowledgeLeadMissionModelingMolecularMorphogenesisMorphologyNatureNematodaNetwork-basedOrganismPathway AnalysisPatternPhenotypePhysiologyResearchResolutionSnailsStereotypingStructureUnited States National Institutes of HealthVertebratesascidiancell fate specificationcell typecomparativegastrulationgene regulatory networkinnovationinsightmembermodel buildingnovelprogramstool
项目摘要
Project Summary:
Cells are the fundamental units of all biological structures and phenomena—the evolution of
novel phenotypes and physiologies is ultimately the result of changes in cellular characteristics,
especially cell fate specification. Cell fate specification is well understood in established model
systems, and can be described and modelled by building gene regulatory networks (GRNs). It is
not well-understood how gene regulatory networks maintain vs modify their wiring over
evolution, by making and breaking connections between genes. One of the impediments to
making progress in this area is the lack of sophisticated GRNs outside of deuterostomes
(echinoderms, vertebrates, ascidians) and ecdysozoans (nematodes and arthropods). Unlike
these two well-studied clades, the Spiralia/Lophotrochozoa has not been used for GRN
analysis, despite the fact that this monophyletic group includes ~40% of extant animal body
plans, including familiar taxa like annelids and molluscs. Many members of the Spiralia begin
development with a common ground plan sharing a highly stereotyped pattern of spiral cleavage
and homologous cell lineages. Between these species, cell lineages can be homologized at
single-cell resolution across hundreds of millions of years of evolution. Yet Spiralian embryos
ultimately are transformed through morphogenesis into a vast array of diverse adult body
plans. Nowhere else can one undertake systematic comparisons at a single-cell level between
body plans; thus spiralians offer a unique opportunity for comparative developmental biology at
the level of morphology, molecular mechanisms, and homologous cell lineages. This proposal
argues that the slipper snail Crepidula is poised to make significant contributions to GRN
biology by being used to build the first developmental GRN among Spiralians. We outline a
strategy to build a comprehensive developmental gene regulatory network for every cell type
in Crepidula. This research will define: 1) the molecular mechanisms controlling the formation
and function of the Crepidula embryonic organizer and 2) the GRN controlling
gastrulation. Studying cell fate specification and morphogenesis in a wider range of animals will
provide fresh insight into the ways GRNs operate, and will provide a useful comparison for other
model systems.
项目概要:
细胞是所有生物结构和现象的基本单位——生物的进化
新的表型和生理学最终是细胞特征变化的结果,
特别是细胞命运规范在已建立的模型中得到了很好的理解。
系统,并且可以通过构建基因调控网络(GRN)来描述和建模。
不太了解基因调控网络如何维持或修改其接线
进化,通过建立和打破基因之间的联系。
在这一领域取得进展的原因是后口动物之外缺乏复杂的 GRN
(棘皮动物、脊椎动物、海鞘动物)和蜕皮动物(线虫和节肢动物)。
这两个经过充分研究的进化枝,螺旋虫/冠轮虫尚未用于 GRN
分析,尽管事实上这个单系类群包括约 40% 的现存动物体
计划,包括熟悉的类群,如环节动物和软体动物,螺旋动物的许多成员开始了。
具有共同平面的开发,具有高度定型的螺旋分裂模式
在这些物种之间,细胞谱系可以同源化。
然而,螺旋胚胎的单细胞分辨率却跨越了数亿年。
最终通过形态发生转化为大量不同的成人身体
没有其他地方可以在单细胞水平上进行系统比较。
身体计划;因此螺旋虫为比较发育生物学提供了独特的机会
该提案的形态、分子机制和同源细胞谱系水平。
认为拖鞋蜗牛 Crepidula 有望为 GRN 做出重大贡献
通过用于构建螺旋人中的第一个发育 GRN,我们概述了一个。
为每种细胞类型建立全面的发育基因调控网络的策略
这项研究将定义:1)控制形成的分子机制。
Crepidula 胚胎组织者和功能以及 2) GRN 控制
研究更广泛动物的细胞命运规范和形态发生。
提供对 GRN 运作方式的新见解,并将为其他 GRN 提供有用的比较
模型系统。
项目成果
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专著数量(0)
科研奖励数量(0)
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专利数量(0)
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