RESUMO
We have designed a zebrafish genomic microarray to identify DNA-protein interactions in the proximal promoter regions of over 11,000 zebrafish genes. Using these microarrays, together with chromatin immunoprecipitation with an antibody directed against tri-methylated lysine 4 of Histone H3, we demonstrate the feasibility of this method in zebrafish. This approach will allow investigators to determine the genomic binding locations of DNA interacting proteins during development and expedite the assembly of the genetic networks that regulate embryogenesis.
Assuntos
Regulação da Expressão Gênica no Desenvolvimento , Genes/genética , Regiões Promotoras Genéticas/genética , Peixe-Zebra/embriologia , Peixe-Zebra/genética , Animais , Imunoprecipitação da Cromatina , Embrião não Mamífero/embriologia , Embrião não Mamífero/metabolismo , Genômica/métodos , Histonas/genética , Análise de Sequência com Séries de Oligonucleotídeos , Reação em Cadeia da Polimerase Via Transcriptase Reversa , Peixe-Zebra/metabolismoRESUMO
This study describes the conserved nlz gene family whose members encode unusual zinc finger proteins. In the zebrafish neurectoderm, both nlz1 and the newly isolated nlz2 are expressed in the presumptive hindbrain and midbrain/hindbrain boundary, where expression of nlz1 is dependent on pax2a. In addition, nlz2 is uniquely expressed more anteriorly, in the presumptive midbrain and diencephalon. Overexpression of Nlz proteins during gastrula stages inhibits hindbrain development. In particular, ectopically expressed Nlz1 inhibits formation of future rhombomeres 2 and 3 (r2, r3), whereas neighboring r1 and r4 are not affected. Conversely, simultaneous reduction of Nlz1 and Nlz2 protein function by expression of antisense morpholino-modified oligomers leads to expansion of future r3 and r5, with associated loss of r4. These data indicate that one function of the nlz gene family is to specify or maintain r4 identity, and to limit r3 and r5 during hindbrain formation.
Assuntos
Proteínas de Ligação a DNA/fisiologia , Proteínas Repressoras/fisiologia , Rombencéfalo/embriologia , Proteínas de Peixe-Zebra/fisiologia , Peixe-Zebra/embriologia , Sequência de Aminoácidos , Animais , Padronização Corporal , Proteínas de Ligação a DNA/genética , Proteínas de Ligação a DNA/metabolismo , Proteína 2 de Resposta de Crescimento Precoce , Embrião não Mamífero/metabolismo , Efrina-B2/genética , Efrina-B2/metabolismo , Expressão Gênica , Proteínas de Homeodomínio/genética , Proteínas de Homeodomínio/metabolismo , Hibridização In Situ , Fator de Transcrição MafB , Dados de Sequência Molecular , Morfogênese , Proteínas do Tecido Nervoso/genética , Proteínas do Tecido Nervoso/metabolismo , Fator de Transcrição PAX2 , Filogenia , Proteínas Repressoras/genética , Proteínas Repressoras/metabolismo , Rombencéfalo/anatomia & histologia , Rombencéfalo/metabolismo , Fatores de Transcrição/genética , Fatores de Transcrição/metabolismo , Proteínas de Peixe-Zebra/genética , Proteínas de Peixe-Zebra/metabolismoRESUMO
Fibroblast growth factor (FGF) signaling is required for normal development of the vertebrate brain, including the isthmus and caudal regions of the hindbrain. Recent work in zebrafish has identified a requirement for the combination of fgf3 and fgf8 functions in specification of rhombomeres 5 and 6 (r5, r6), when evaluated at mid- and late somitogenesis stages. However, when examined earlier in development, during early somitogenesis stages, FGF8 alone is required to initiate r5 and r6 development. Both a mutation in fgf8 and injection of fgf8-targeted antisense morpholino-modified oligonucleotides result in suppression of genes normally expressed in r5 and r6 by the one- to two-somite stage. This expression recovers by the six-somite stage, and we propose that this recovery is a response to activation of fgf3 and to delayed accumulation of fgf8. These data demonstrate an early, nonredundant requirement for fgf8 function in hindbrain patterning.
Assuntos
Fatores de Crescimento de Fibroblastos/metabolismo , Rombencéfalo/embriologia , Rombencéfalo/metabolismo , Peixe-Zebra/embriologia , Animais , Padronização Corporal/efeitos dos fármacos , Padronização Corporal/fisiologia , Embrião não Mamífero/citologia , Embrião não Mamífero/efeitos dos fármacos , Embrião não Mamífero/metabolismo , Fator 3 de Crescimento de Fibroblastos , Fator 8 de Crescimento de Fibroblasto , Fatores de Crescimento de Fibroblastos/antagonistas & inibidores , Regulação da Expressão Gênica no Desenvolvimento/efeitos dos fármacos , Hibridização In Situ , Morfogênese/efeitos dos fármacos , Morfogênese/fisiologia , Oligonucleotídeos Antissenso/farmacologia , Transdução de Sinais/efeitos dos fármacos , Transdução de Sinais/fisiologia , Somitos/efeitos dos fármacos , Somitos/metabolismo , Peixe-Zebra/metabolismo , Proteínas de Peixe-Zebra/metabolismoRESUMO
Vertebrate hindbrain segmentation is a highly conserved process but the mechanism of rhombomere determination is not well understood. Recent work in the zebrafish has shown a requirement for fibroblast growth factor (Fgf) signaling and for the transcription factor variant hepatocyte nuclear factor 1 (vhnf1) in specification of rhombomeres 5 and 6 (r5+r6). We show here that vhnf1 functions in two ways to subdivide the zebrafish caudal hindbrain domain (r4-r7) into individual rhombomeres. First, vhnf1 promotes r5+r6 identity through an obligate synergy with Fgf signals to activate valentino and krox20 expression. Second, vhnf1 functions independently of Fgf signals to repress hoxb1a expression. Although vhnf1 is expressed in a broad posterior domain during gastrulation, it promotes the specification of individual rhombomeres. This is achieved in part because vhnf1 gives cellular competence to respond to Fgf signals in a caudal hindbrain-specific manner.
