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：
10725033
负责人：
Deirdre C Lyons
金额：
$ 3.36万
依托单位：
UNIVERSITY OF CALIFORNIA, SAN DIEGO
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

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

期刊论文数量（7）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Live imaging of echinoderm embryos to illuminate evo-devo.

棘皮动物胚胎的实时成像以阐明进化-发育过程。

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Barone, Vanessa;Lyons, Deirdre C.
通讯作者：
Lyons, Deirdre C.

BMP signaling plays a role in anterior-neural/head development, but not organizer activity, in the gastropod Crepidula fornicata.

在腹足动物 Crepidula fornicata 中，BMP 信号在前神经/头部发育中发挥作用，但在组织者活动中不发挥作用。

DOI：
10.1016/j.ydbio.2020.04.008
发表时间：
2020-05-07
期刊：
Developmental biology
影响因子：
2.7
作者：
D. C. Lyons;Kimberly J. Perry;G. Batzel;J. Henry
通讯作者：
J. Henry

Slipper snail tales: How Crepidula fornicata and Crepidula atrasolea became model molluscs.

拖鞋蜗牛的故事：Crepidula fornicata 和 Crepidula atrasolea 如何成为模型软体动物。

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Lyons, Deirdre C;Henry, Jonathan Q
通讯作者：
Henry, Jonathan Q

Local and global changes in cell density induce reorganisation of 3D packing in a proliferating epithelium.

细胞密度的局部和整体变化诱导增殖上皮中 3D 堆积的重组。

DOI：
发表时间：
2024-02-08
期刊：
影响因子：
0
作者：
Barone, Vanessa;Tagua, Antonio;Andrés;Hamdoun, Amro;Garrido;Lyons, Deirdre C;Escudero, Luis M
通讯作者：
Escudero, Luis M

Local and global changes in cell density induce reorganisation of 3D packing in a proliferating epithelium.

细胞密度的局部和整体变化诱导增殖上皮中 3D 堆积的重组。

DOI：
发表时间：
2024-04-15
期刊：
影响因子：
0
作者：
Barone, Vanessa;Tagua, Antonio;Román, Jesus Á Andrés;Hamdoun, Amro;Garrido;Lyons, Deirdre C;Escudero, Luis M
通讯作者：
Escudero, Luis M