跳到主要内容gydF4y2Ba

感谢您访问nature.com。您使用的是对CSS支持有限的浏览器版本。为了获得最好的体验，我们建议您使用最新的浏览器(或关闭Internet Explorer的兼容性模式)。同时，为了确保持续的支持，我们将在没有样式和JavaScript的情况下显示站点。gydF4y2Ba

发育促进剂中密集和多效调控信息gydF4y2Ba

自然gydF4y2Ba体积gydF4y2Ba587gydF4y2Ba，gydF4y2Ba页面gydF4y2Ba235 - 239 (gydF4y2Ba2020gydF4y2Ba）gydF4y2Ba引用本文gydF4y2Ba

主题gydF4y2Ba

摘要gydF4y2Ba

基因调控的改变是表型进化的基础gydF4y2Ba1gydF4y2Ba．然而，我们对调节进化潜力的理解是有偏见的，因为大多数证据要么来自自然变异，要么来自有限的实验扰动gydF4y2Ba2gydF4y2Ba．使用自动化机器人管道，我们调查了一个无偏突变库的发展增强子gydF4y2Ba黑腹果蝇gydF4y2Ba．我们发现几乎所有的突变都改变了基因表达，基因表达水平、位置和状态的参数都是卷积的。大多数突变的广泛多效性可能会限制发育增强子的可进化性。与这些观察相一致的是，不同的比较gydF4y2Ba果蝇gydF4y2Ba受增强子的影响，幼虫的表型表现出明显的偏倚。发育增强子编码的调控信息密度可能比以前所了解的更高，对调控进化施加限制。gydF4y2Ba

这是订阅内容的预览，gydF4y2Ba通过你所在的机构访问gydF4y2Ba

相关的文章gydF4y2Ba

引用本文的开放获取文章。gydF4y2Ba

访问选项gydF4y2Ba

买条gydF4y2Ba

在ReadCube上获得时间限制或全文访问。gydF4y2Ba

32.00美元gydF4y2Ba

买gydF4y2Ba

所有价格均为净价格。gydF4y2Ba

图1:大多数核苷酸突变gydF4y2BaE3NgydF4y2Ba改变基因表达。gydF4y2Ba
图2:突变扫描识别出与进化表型改变相关的Hth结合位点。gydF4y2Ba
图3:Ubx突变往往同时改变的水平，时间和位置gydF4y2BaE3NgydF4y2Ba表达式。gydF4y2Ba
图4:gydF4y2BaE3NgydF4y2Ba增强器体系结构可能会限制演进。gydF4y2Ba

数据可用性gydF4y2Ba

原始图像(角质层准备和胚胎图像，组织成zip文件)和数据文件可供下载，并在以下地址进行索引:gydF4y2Bahttps://www.embl.de/download/crocker/Dense_and_pleiotropic_regulatory_information_in_a_developmental_enhancer/index.htmlgydF4y2Ba．所有的飞线将提供从相应的作者在合理的要求。gydF4y2Ba

代码的可用性gydF4y2Ba

CAD文件和软件链接也可以在Github上找到:gydF4y2Bahttps://github.com/tfuqua95/Flyspresso-CAD-filesgydF4y2Ba．gydF4y2Ba

参考文献gydF4y2Ba

  1. 维特科普，P. J. &卡莱，G.顺式调节元素:分子机制和进化过程的潜在分歧。gydF4y2BaNat. Rev. GenetgydF4y2Ba．gydF4y2Ba13gydF4y2Ba， 59-69(2011)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  2. 克罗克，J. &伊尔斯利，G. R.利用合成生物学研究基因调控进化。gydF4y2Ba咕咕叫。当今。麝猫。DevgydF4y2Ba．gydF4y2Ba47gydF4y2Ba， 91-101(2017)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  3. Mogno, I.， Kwasnieski, J. C. & Cohen, B. A.大规模平行合成启动子实验揭示了结合位点变体的体内效应。gydF4y2Ba基因组ResgydF4y2Ba．gydF4y2Ba23gydF4y2Ba， 1908-1915(2013)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  4. 帕沃德汉，R. P.等。哺乳动物增强子在体内的大规模平行功能解剖。gydF4y2BaNat。gydF4y2Ba．gydF4y2Ba30.gydF4y2Ba， 265-270(2012)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  5. Weingarten-Gabbay, S.等。系统地审讯人类发起人。gydF4y2Ba基因组ResgydF4y2Ba．gydF4y2Ba29gydF4y2Ba， 171-183(2019)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  6. 德波尔，C. G.等。用1亿个随机启动子破译真核生物基因调控逻辑。gydF4y2BaNat。gydF4y2Ba．gydF4y2Ba38gydF4y2Ba， 56-65(2020)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  7. 杜维，袁德昌，梅泽尔，B. P. H.，哈金斯-戴维斯，a . & Wittkopp, P. J.突变和选择对植物启动子活性可塑性的影响gydF4y2Ba酿酒酵母gydF4y2Ba．gydF4y2Ba国家科学院学报美国gydF4y2Ba114gydF4y2Ba， e11218-e11227(2017)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  8. 克罗克，J.等。低亲和结合位点簇具有hox特异性和调控鲁棒性。gydF4y2Ba细胞gydF4y2Ba160gydF4y2Ba， 191-203(2015)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  9. 植物表皮分化的遗传控制gydF4y2Ba果蝇gydF4y2Ba．gydF4y2BaInt。J.戴夫。比尔gydF4y2Ba．gydF4y2Ba48gydF4y2Ba， 207-215(2004)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  10. Belliveau, n.m.等人。解剖细菌转录调控分子机制的系统方法。gydF4y2Ba国家科学院学报美国gydF4y2Ba115gydF4y2Ba， e4796-e4805(2018)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  11. 李志强，李志强，李志强。全基因组研究的统计学意义。gydF4y2Ba国家科学院学报美国gydF4y2BaOne hundred.gydF4y2Ba， 9440-9445(2003)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba广告gydF4y2BaMathSciNetgydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  12. 波拉德，K. S.， Hubisz, M. J.， Rosenbloom, K. R. & Siepel .哺乳动物系统发育的非中性替代率的检测。gydF4y2Ba基因组ResgydF4y2Ba．gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba， 110-121(2010)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  13. 史密斯，J. M.等。发展制约与演化:来自山湖发展与演化会议的观点。gydF4y2Ba问:Rev. BiolgydF4y2Ba．gydF4y2Ba60gydF4y2Ba， 265-287(1985)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  14. Uller, T.， Moczek, A. P.， Watson, R. A.， Brakefield, P. M. & Laland, K. N.发展偏向和进化:一个调控网络的视角。gydF4y2Ba遗传学gydF4y2Ba209gydF4y2Ba， 949-966(2018)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  15. 拉斯托吉，C.等人。准确、灵敏地定量蛋白质- dna结合亲和力。gydF4y2Ba国家科学院学报美国gydF4y2Ba115gydF4y2Ba， e3692-e3701(2018)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  16. 张明武，张俊良，甘戈帕德哈伊，谢勒，卡迪根，K. M.无翼靶的激活需要TCF的DNA二部分识别。gydF4y2Ba咕咕叫。医学杂志gydF4y2Ba．gydF4y2Ba18gydF4y2Ba， 1877-1881(2008)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  17. 纳吉，O.等人。通过单个顺式调节核苷酸变化的两个交媾器官的相关进化。gydF4y2Ba咕咕叫。医学杂志gydF4y2Ba．gydF4y2Ba28gydF4y2Ba, 3450 - 3457。e13(2018)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  18. Sabarís, G.， Laiker, I.， Preger-Ben Noon, E. & Frankel, N.具有多角色的演员:多效增强子和增强子模块化的范例。gydF4y2Ba趋势麝猫gydF4y2Ba．gydF4y2Ba35gydF4y2Ba， 423-433(2019)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  19. 文森特，B. J.，埃斯特拉达，J. &德佩斯，a . H.道格的绥靖:增强子生物学的合成方法。gydF4y2Ba中国。医学杂志gydF4y2Ba．gydF4y2Ba8gydF4y2Ba， 475-484(2016)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  20. Dey, S. S.， Foley, J. E.， Limsirichai, P.， Schaffer, D. V. & Arkin, A. P.不同基因组位点表观遗传特征对表达均值和方差的正交控制。gydF4y2Ba摩尔。系统。医学杂志gydF4y2Ba．gydF4y2Ba11gydF4y2Ba， 806(2015)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  21. 斯特恩，D. L。gydF4y2Ba等gydF4y2Ba．遗传和转基因试剂gydF4y2Ba果蝇simulansgydF4y2Ba，gydF4y2BaDgydF4y2Ba．gydF4y2Ba毛里求斯，亚库巴，桑托米亚和毛利利亚。G3gydF4y2Ba7gydF4y2Ba， 1339-1347(2017)。gydF4y2Ba

    中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  22. 扎比迪，m.a.等。增强子-核心-启动子特异性分离发育和管家基因调控。gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba518gydF4y2Ba， 556-559(2015)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba广告gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  23. 弗兰克尔等人。由明显冗余的转录增强子所赋予的表型鲁棒性。gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba466gydF4y2Ba， 490-493(2010)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba广告gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  24. Tsai, A.， Alves, m.r. & Crocker, J.多增强子转录中枢赋予表型鲁棒性。gydF4y2BaeLifegydF4y2Ba8gydF4y2Ba， e45325(2019)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  25. 普雷格-本·努恩，E.等人。综合分析gydF4y2Ba独联体gydF4y2Ba-调控区显示增强子功能的多效性。gydF4y2Ba细胞代表gydF4y2Ba．gydF4y2Ba22gydF4y2Ba， 3021-3031(2018)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  26. 蔡文杰，蔡文杰，史登。多细胞真核生物的全合成转录平台。gydF4y2Ba细胞代表gydF4y2Ba．gydF4y2Ba18gydF4y2Ba， 287-296(2017)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  27. 雅各,F。gydF4y2Ba可能与实际gydF4y2Ba(华盛顿大学出版社，1994)。gydF4y2Ba

  28. 斯特恩，D. L. & Sucena, E.未孵化的初生幼虫角质层的制备gydF4y2Ba果蝇gydF4y2Ba幼虫。gydF4y2Ba冷泉港。ProtocgydF4y2Ba．gydF4y2Ba2011gydF4y2Ba， 065532(2011)。gydF4y2Ba

    谷歌学者gydF4y2Ba

  29. Tischer, C.， Hilsenstein, V.， Hanson, K. & Pepperkok, R.基于在线反馈图像分析的自适应荧光显微镜。gydF4y2Ba细胞生物学gydF4y2Ba．gydF4y2Ba123gydF4y2Ba， 489-503(2014)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  30. Politi, a.z.等。使用fcs校准的四维成像荧光标记细胞蛋白的定量映射。gydF4y2BaProtoc Nat。gydF4y2Ba13gydF4y2Ba， 1445-1464(2018)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  31. Schindelin, J.等。斐济:生物图像分析的开源平台。gydF4y2BaNat方法。gydF4y2Ba9gydF4y2Ba， 676-682(2012)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  32. Arganda-Carreras, I.等人gydF4y2Ba医学图像分析的计算机视觉方法。CVAMIA 2006。计算机科学课堂讲稿gydF4y2Ba第4241卷(Beichel, R. R. & Sonka, M.)(施普林格，2006)。gydF4y2Ba

  33. 坎贝尔,R。gydF4y2BanotBoxPlotgydF4y2Bahttps://github.com/raacampbell/notBoxPlotgydF4y2Ba(2020)。gydF4y2Ba

  34. 乔纳斯。gydF4y2Ba用于绘制多个分布的小提琴图(distributionPlot.m)gydF4y2Bahttps://uk.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/23661-violin-plots-for-plotting-multiple-distributions-distributionplot-mgydF4y2Ba(2020)。gydF4y2Ba

  35. Cock, P. J. A.等。Biopython:用于计算分子生物学和生物信息学的免费Python工具。gydF4y2Ba生物信息学gydF4y2Ba25gydF4y2Ba， 1422-1423(2009)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  36. 维尔塔宁,P。gydF4y2Ba等gydF4y2Ba．SciPy 1.0: Python科学计算的基本算法。gydF4y2BaNat方法。gydF4y2Ba17gydF4y2Ba， 261-272(2020)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  37. Python中用于统计计算的数据结构。gydF4y2Ba第九章Python科学相依gydF4y2Ba．(2010)。gydF4y2Ba

下载参考gydF4y2Ba

确认gydF4y2Ba

A.T.得到了德国研究基金会(Deutsche Forschungsgemeinschaft, TS 428/1-1)和EMBL的支持。R35GM118336资助。我们感谢J. Zaugg和J. Wirbel的统计建议;C. J.斯丹德利、李晓光、R. M. Galupa、G. A. Canales、M. Perkins和M. R. P. Alves对手稿发表评论;C. Rastogi和H. Bussemaker的NRLB算法;K. Richter和J. Sager提供技术支持;I.琼斯安装gydF4y2Ba果蝇gydF4y2Ba物种的幼虫;T.拉弗蒂gydF4y2Ba果蝇gydF4y2Ba援助;A. Milberger帮助CAD设计;和J.佩恩讨论。gydF4y2Ba

作者信息gydF4y2Ba

作者及隶属关系gydF4y2Ba

  1. 欧洲分子生物学实验室，海德堡，德国gydF4y2Ba

    Timothy Fuqua, Maria Elize van Breugel, Aliaksandr Halavatyi, Christian Tischer, Albert Tsai和Justin CrockergydF4y2Ba

  2. 联合博士合作，EMBL和海德堡大学生物科学学院，海德堡，德国gydF4y2Ba

    蒂莫西·福gydF4y2Ba

  3. Janelia研究校园，阿什本，弗吉尼亚州，美国gydF4y2Ba

    杰夫·乔丹，彼得·波利多罗和大卫·斯特恩gydF4y2Ba

  4. 朱克曼心脑行为研究所，哥伦比亚大学，纽约，纽约，美国gydF4y2Ba

    安倍明子和理查德·曼恩gydF4y2Ba

作者gydF4y2Ba
  1. 蒂莫西·福gydF4y2Ba
    查看作者出版物gydF4y2Ba

    您也可以在gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  2. 杰夫•乔丹gydF4y2Ba
    查看作者出版物gydF4y2Ba

    您也可以在gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  3. Maria Elize van BreugelgydF4y2Ba
    查看作者出版物gydF4y2Ba

    您也可以在gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  4. Aliaksandr HalavatyigydF4y2Ba
    查看作者出版物gydF4y2Ba

    您也可以在gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  5. 基督教tischgydF4y2Ba
    查看作者出版物gydF4y2Ba

    您也可以在gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  6. 彼得PolidorogydF4y2Ba
    查看作者出版物gydF4y2Ba

    您也可以在gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  7. Namiko安gydF4y2Ba
    查看作者出版物gydF4y2Ba

    您也可以在gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  8. 阿尔伯特·蔡gydF4y2Ba
    查看作者出版物gydF4y2Ba

    您也可以在gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  9. 理查德·s·曼gydF4y2Ba
    查看作者出版物gydF4y2Ba

    您也可以在gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  10. 大卫·l·斯特恩gydF4y2Ba
    查看作者出版物gydF4y2Ba

    您也可以在gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  11. 贾斯汀·克罗克gydF4y2Ba
    查看作者出版物gydF4y2Ba

    您也可以在gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

贡献gydF4y2Ba

tf、M.E.v.B.和J.C.进行测量;r.s.m.、D.L.S.和J.C.参与计划和监督工作;T.F.和J.C.处理了实验数据，进行了分析，起草了手稿，并根据所有作者的输入设计了图形;J.J.和P.P.根据J.C. A.H.的输入设计和制造了机器人，C.T.编写了自动显微镜代码和分析工具。N.A.进行了生物化学实验。t.f.， A.T.和J.C.分析了数据。gydF4y2Ba

相应的作者gydF4y2Ba

对应到gydF4y2Ba大卫·l·斯特恩gydF4y2Ba或gydF4y2Ba贾斯汀·克罗克gydF4y2Ba．gydF4y2Ba

道德声明gydF4y2Ba

相互竞争的利益gydF4y2Ba

作者声明没有利益竞争。gydF4y2Ba

额外的信息gydF4y2Ba

同行评审信息gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba感谢Robb Krumlauf和其他匿名审稿人对这项工作的同行评审所做的贡献。同行评审报告是可用的。gydF4y2Ba

出版商的注意gydF4y2Ba施普林格自然对出版的地图和机构从属关系中的管辖权主张保持中立。gydF4y2Ba

扩展的数据图形和表格gydF4y2Ba

扩展数据图1基因突变的分布gydF4y2BaE3NgydF4y2Ba增强器库。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba的突变增强子变体gydF4y2BaE3NgydF4y2Ba通过简并PCR生成，并整合到gydF4y2BaplacZattBgydF4y2Ba质粒，它包含一个最小化的核心gydF4y2Bahsp70gydF4y2Ba推广人和gydF4y2BalacZgydF4y2Ba报告基因。质粒被整合到gydF4y2Ba果蝇gydF4y2Ba基因组gydF4y2BaattP2gydF4y2Ba网站。gydF4y2BabgydF4y2Ba，描述WT碱基对组成的饼图gydF4y2BaE3NgydF4y2Ba增强剂。gydF4y2BacgydF4y2Ba(左)所有749个突变体(暗红色)的直方图大致正常，平均每个突变体有7个突变。洋红色条表示抗体染色的线(共117条)，蓝色线表示β -半乳糖苷酶染色的线(共274条)。(右)饼图显示归一化到ATCG组成的突变概率(见gydF4y2BabgydF4y2Ba)．gydF4y2BadgydF4y2Ba，曼哈顿的图显示了所有突变的总和gydF4y2BaE3NgydF4y2Ba图书馆。gydF4y2BaegydF4y2Ba，图中未平滑的“足迹分数”。gydF4y2Ba1 hgydF4y2Ba．评分线性绘制在转录因子结合基序(彩色和阴影区域)在整个gydF4y2BaE3NgydF4y2Ba基因组序列。gydF4y2Ba

扩展数据图2用于固定、染色和成像的自动化平台gydF4y2Ba果蝇gydF4y2Ba胚胎。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BadgydF4y2Ba,收集gydF4y2Ba果蝇gydF4y2Ba胚胎。（gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba)他们制作了定制的果蝇室，最多能容纳24种不同的菌株。（gydF4y2BabgydF4y2Ba)飞行室的爆炸图。胚胎网(红色)可以与果蝇室附着或分离，并悬挂在苹果汁-琼脂板上。（gydF4y2BacgydF4y2Ba)将胚胎收集到胚胎网上，用盐水清洗并漂白。（gydF4y2BadgydF4y2Ba胚胎被装入固定板。gydF4y2BaegydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BahgydF4y2Ba，机器人组件。（gydF4y2BaegydF4y2Ba流体分配管汇。7个气液注射泵连接到液体分配管汇;1个泵用于将化学品注入流体分配管汇，6个泵用于将化学品注入固定板。（gydF4y2BafgydF4y2Ba流体分离歧管采用24个小注射器从等渗震动附件中抽出流体。（gydF4y2BaggydF4y2Ba而且gydF4y2Bag’gydF4y2Ba机器人的不同组成部分。（gydF4y2BahgydF4y2Ba)固定板、穿刺头和注射器的横截面。24个小抽吸喷嘴从每口井的顶部抽取流体，六个主要的双用途喷嘴在井的底部分配和抽吸流体。gydF4y2Ba我gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BakgydF4y2Ba，自适应反馈成像管道。（gydF4y2Ba我gydF4y2Ba)样品被安装在多孔载玻片上。（gydF4y2BajgydF4y2Ba)对每个孔进行总体平铺扫描，人工或计算确定胚胎的x,y坐标(绿色)。（gydF4y2BakgydF4y2Ba)对于每个坐标，自动获得一个快速、低分辨率的共焦堆栈。一种算法确定胚胎的z轴位置和旋转，产生一个边界框，在该边界框内获得整个胚胎的高分辨率3D堆栈。另请参阅gydF4y2Ba方法gydF4y2Ba．gydF4y2BalgydF4y2Ba、控制gydF4y2BaE3NgydF4y2Ba将WT胚胎固定并在机器人上染色。从每个孔中选择一个具有相同方向和年龄的胚胎，并以AU(荧光强度的任意单位)测量单个核荧光强度。在图中，中心线为平均值，上限和下限为标准差。gydF4y2Ba

图3图像和数据分析方法。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba从自动成像中获取的图像被编译成一个大的蒙太奇图像。gydF4y2BabgydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BadgydF4y2Ba，使用基准注册多个图像。在自动成像过程中获得的胚胎(gydF4y2BabgydF4y2Ba)可以使用ELAV(蓝绿色)作为基准在3D空间中自动旋转。适当旋转后，可计算腹侧半部分的最大投影(gydF4y2BacgydF4y2Ba)．最后，2-D投影可以弹性注册-或变形-以对准多个样本(gydF4y2BadgydF4y2Ba)．gydF4y2BaegydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BaggydF4y2Ba测量表达模式的方法。（gydF4y2BaegydF4y2Ba)滑动窗口分析。在A2和A3之间画一个方框，并以A2为中心。进行多次测量，在条纹上滑动盒子。箱线图上的每个点表示框内的一个测量值。在箱形图中，中心线为均值，上限和下限为标准差，晶须为95% ci。（gydF4y2BafgydF4y2Ba状态方法分析。一排单元大小的感兴趣区域被拖过A2条。箱线图上的每个点代表一个单元格。（gydF4y2BaggydF4y2Ba)地块剖面分析。从A1到A5绘制一个方框，并为每列像素取平均强度，并绘制(gydF4y2BaNgydF4y2Ba= 10个胚胎)。阴影区域表示±1sd，实线为平均值。比例尺，100 μm。胚胎分别在(gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba)和在(gydF4y2Ba抵扣gydF4y2Ba)，及(gydF4y2BaggydF4y2Ba)．gydF4y2Ba

扩展数据图4单碱基对突变和gydF4y2BaE3NgydF4y2Ba保护。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba年代gydF4y2Ba，胚胎携带个体的例子gydF4y2BaE3N: lacZgydF4y2Ba带有单突变的变体。构念的效果大小从最小到最大。gydF4y2BatgydF4y2Ba，gydF4y2BaugydF4y2Ba， PhyloP评分通过gydF4y2BaE3NgydF4y2Ba增强子序列。单个突变的位置及其PhyloP分数以洋红色条突出显示。gydF4y2BavgydF4y2Ba，gydF4y2BaE3NgydF4y2Ba10之间的序列比对gydF4y2Ba果蝇gydF4y2Ba物种。比例尺，100 μm (gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba)．胚胎分别与刻度匹配(gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba年代gydF4y2Ba)．gydF4y2Ba

扩展数据图5测试额外的Hth-Exd motifgydF4y2BaE3NgydF4y2Ba．gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba，gydF4y2BabgydF4y2Ba，胚胎携带gydF4y2BaE3N: lacZgydF4y2Ba报告器构造在WT中gydF4y2BawgydF4y2Ba1118gydF4y2Ba背景(gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba),gydF4y2BahthgydF4y2Bahomeodomain-less (HthHM)gydF4y2BahthgydF4y2Ba100.1gydF4y2Ba抗-β-半乳糖苷酶染色背景(gydF4y2BabgydF4y2Ba)．gydF4y2BacgydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BapgydF4y2Ba，胚胎携带gydF4y2BaE3N: lacZgydF4y2Ba用抗-β-半乳糖苷酶染色构建其各自的表达图谱。结构体包含Hth1 (CTGGCA→CCCCCC)、Hth2 (TGACAA→CCCCCC)、Hth3 (TTGTCG→CCCCCC)和Hth4 (TGAGAG→CCCCCC)的突变。（gydF4y2BacgydF4y2Ba而且gydF4y2BadgydF4y2Ba）gydF4y2BaE3NgydF4y2BaWT。(gydF4y2BaegydF4y2Ba而且gydF4y2BafgydF4y2Ba）gydF4y2BaE3NgydF4y2BaHth1位点改变。（gydF4y2BaggydF4y2Ba而且gydF4y2BahgydF4y2Ba）gydF4y2BaE3NgydF4y2Ba随着Hth2位点的改变。（gydF4y2Ba我gydF4y2Ba而且gydF4y2BajgydF4y2Ba）gydF4y2BaE3NgydF4y2BaHth1和Hth2位点改变。（gydF4y2BakgydF4y2Ba而且gydF4y2BalgydF4y2Ba）gydF4y2BaE3NgydF4y2Ba与Ubx3位点变化(CATAATTTGT→CAGGGTTTGT)。（gydF4y2Ba米gydF4y2Ba而且gydF4y2BangydF4y2Ba）gydF4y2BaE3NgydF4y2BaHth3和Hth4位点改变。（gydF4y2BaogydF4y2Ba而且gydF4y2BapgydF4y2Ba）gydF4y2BaE3NgydF4y2BaHth1、Hth2、Hth3和Hth4位点改变。在所有图中，黑色和洋红色线分别表示由野生型增强子和修改增强子驱动的平均表达式(gydF4y2BangydF4y2Ba每个基因型= 10)。阴影区域表示±1 s.d AU，荧光强度的任意单位。gydF4y2Ba问gydF4y2Ba的原理图gydF4y2BaE3NgydF4y2Ba增强子，表示结合位点和可能的蛋白-蛋白相互作用。gydF4y2Ba问gydF4y2Ba，底部，示意图为不同gydF4y2BaE3NgydF4y2Ba片段测试。gydF4y2BargydF4y2BaHth1、2位点和UBX-Exd位点的多物种排列。gydF4y2Ba年代gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BaygydF4y2Ba，电迁移位移分析(EMSA)的不同片段gydF4y2BaE3NgydF4y2Ba表示于(gydF4y2Ba问gydF4y2Ba)．所有的emsa都在原生(非变性)凝胶上运行。HthHM/Exd是Hth与Exd孵育的无同源结构域(HthHM)亚型。HthFL/Exd是具有同源结构域的Hth亚型，与Exd孵育。用WT Hth结合位点和突变形式检测的片段。（gydF4y2Ba年代gydF4y2Ba) EMSAgydF4y2Bafragment-fgydF4y2BaHth2突变(gydF4y2BatgydF4y2Ba)，增加Ubx浓度。（gydF4y2Bau)gydF4y2BaEMSA为gydF4y2Bafragment-agydF4y2BaHth1和hth2突变。（gydF4y2BavgydF4y2Ba) EMSAgydF4y2Bafragment-agydF4y2Ba而且gydF4y2Bafragment-bgydF4y2BaHth3和Hth4突变。（gydF4y2BawgydF4y2Ba) EMSAgydF4y2Bafragment-a, fragment-cgydF4y2Ba,gydF4y2Bafragment-dgydF4y2Ba．（gydF4y2BaxgydF4y2Ba) EMSAgydF4y2Bafragment-egydF4y2BaHth1突变。（gydF4y2BaygydF4y2Ba) EMSAgydF4y2Bafragment-ggydF4y2BaHth2突变。比例尺，100 μm。胚胎按比例匹配。gydF4y2Ba

图6 Ubx亲和度对形态的影响。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba，gydF4y2BabgydF4y2Ba， NRLB的原理图输出gydF4y2Ba15gydF4y2Ba显示了Exd::Ubx异源二聚体的预测结合亲和力gydF4y2BaE3NgydF4y2Ba序列，黑色峰分别在5 '链上，红色峰分别在3 '链上。亲和性图显示gydF4y2Ba黑腹果蝇gydF4y2Ba（gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba),gydF4y2Ba果蝇virilisgydF4y2Ba（gydF4y2BabgydF4y2Ba)．gydF4y2BacgydF4y2Ba，gydF4y2BadgydF4y2Ba，gydF4y2Ba果蝇gydF4y2Ba角质层准备与WT苍蝇gydF4y2BaE3NgydF4y2Ba开车gydF4y2BasvbgydF4y2Ba互补脱氧核糖核酸(gydF4y2BacgydF4y2Ba),或gydF4y2BaE3NgydF4y2Ba增加Ubx结合亲和力驱动gydF4y2BasvbgydF4y2Ba互补脱氧核糖核酸(gydF4y2BadgydF4y2Ba)．毛状体计数在解剖上皮感觉细胞定义的感兴趣区域(蓝绿色框)内(*)。箭头和括号表示异位毛状体。gydF4y2BaegydF4y2Ba，对比面板中感兴趣区域A1段毛体数的箱线图(gydF4y2BacgydF4y2Ba)及(gydF4y2BadgydF4y2Ba) (gydF4y2BangydF4y2Ba= 13,gydF4y2BaPgydF4y2Ba< 0.02)，另见Tsai等人，2018gydF4y2Ba24gydF4y2Ba．在箱形图中，中心线为均值，上限和下限为标准差，晶须为95% ci。比例尺，每根25 μm。gydF4y2Ba

扩展数据图7广泛的多效性效应gydF4y2BaE3NgydF4y2Ba增强剂。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba，gydF4y2BabgydF4y2Ba，基于抗体染色比较多效性或异位表达系百分比与突变数量的图(gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba)和-半乳糖苷酶染色(gydF4y2BabgydF4y2Ba)．gydF4y2BacgydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BajgydF4y2Ba，具有多效性效应的突变体子集。（gydF4y2BacgydF4y2Ba)线gydF4y2Ba145 - 2gydF4y2Ba在发育中的翅膀和haltere盘中驱动异位表达(7/7个胚胎)。（gydF4y2BadgydF4y2Ba)线gydF4y2Ba139 - 6gydF4y2Ba驱动更宽的条纹和增加的表达，以及条纹和(之间的异位表达)gydF4y2BaegydF4y2Ba)背侧(5/5个胚胎)。（gydF4y2BafgydF4y2Ba)线gydF4y2Ba40-8gydF4y2Ba驱动分裂条纹模式，条纹内的中间一排细胞核不活跃(6/6个胚胎)。（gydF4y2BaggydF4y2Ba)线gydF4y2Ba93 - 4gydF4y2Ba表达沿前后轴变化(5/5个胚胎)。（gydF4y2BahgydF4y2Ba)线gydF4y2Ba77 - 9gydF4y2Ba驱动唾液腺异位表达(5/5胚胎)。（gydF4y2Ba我gydF4y2Ba)线gydF4y2Ba81 - 7gydF4y2Ba驱动发育中的嘴钩的表达(5/5胚胎)(gydF4y2BajgydF4y2Ba)线gydF4y2Ba15-2vgydF4y2Ba在第10阶段激活表达，并在多个发育阶段(14/14个胚胎)在整个胚胎中驱动异位表达。gydF4y2BakgydF4y2Ba，足迹分数与gydF4y2BaE3NgydF4y2Ba序列。洋红色为足迹分数(gydF4y2BaσgydF4y2Ba我gydF4y2Ba,请参阅gydF4y2Ba方法gydF4y2Ba)．峰值越高，突变改变表达的概率越高。灰色图是每个碱基筛选的行数的突变覆盖率(gydF4y2Ba米gydF4y2Ba我gydF4y2Ba,请参阅gydF4y2Ba方法gydF4y2Ba)．gydF4y2BalgydF4y2Ba， EWAC分数表示来自对数优势比检验的p值，用于突变变化表达的关联。虚线表示p值和q值gydF4y2Ba11gydF4y2Ba,分别。参见材料和方法。gydF4y2Ba米gydF4y2Ba，比较重叠Pan/Hth位点突变表达改变的株系百分比的曲线图。gydF4y2BangydF4y2Ba，使用“滑动窗口”技术，用指示的报告结构定量条带和裸域的染色强度(扩展数据图。gydF4y2Ba3 egydF4y2Ba)．gydF4y2BaNgydF4y2Ba=每一行测得的胚胎数，从左到右:10,10,7,9,10,7,10,6,10,8,4,8,10,10,10。在箱形图中，中心线为均值，上限和下限为标准差，晶须为95% ci。比例尺，100 μm。胚胎按比例匹配(gydF4y2BacgydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BajgydF4y2Ba)．gydF4y2Ba

扩展数据图8角质层从60gydF4y2Ba果蝇gydF4y2Ba物种经历了大约1亿年的进化。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba的系统发育树gydF4y2Ba果蝇gydF4y2Ba这里研究的物种，跨越了大约1.5亿年的进化。红色表示毛状体的丢失。gydF4y2BabgydF4y2Ba，代表角质层预备gydF4y2Ba果蝇gydF4y2Ba物种。参见图。gydF4y2Ba4gydF4y2Ba．比例尺，每根25 μm。gydF4y2Ba

补充信息gydF4y2Ba

权利和权限gydF4y2Ba

转载及权限gydF4y2Ba

关于本文gydF4y2Ba

通过CrossMark验证货币和真实性gydF4y2Ba

引用本文gydF4y2Ba

福库，T.，乔丹，J.， van Breugel，法医gydF4y2Baet al。gydF4y2Ba发育促进剂中密集和多效调控信息。gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba587gydF4y2Ba， 235-239(2020)。https://doi.org/10.1038/s41586-020-2816-5gydF4y2Ba

下载引用gydF4y2Ba

  • 收到了gydF4y2Ba：gydF4y2Ba

  • 接受gydF4y2Ba：gydF4y2Ba

  • 发表gydF4y2Ba：gydF4y2Ba

  • 发行日期gydF4y2Ba：gydF4y2Ba

  • DOIgydF4y2Ba：gydF4y2Bahttps://doi.org/10.1038/s41586-020-2816-5gydF4y2Ba

这篇文章被引用gydF4y2Ba

评论gydF4y2Ba

通过提交评论，您同意遵守我们的gydF4y2Ba条款gydF4y2Ba而且gydF4y2Ba社区指导原则gydF4y2Ba．如果您发现一些滥用或不符合我们的条款或指导方针，请标记为不适当。gydF4y2Ba

搜索gydF4y2Ba

高级搜索gydF4y2Ba

快速链接gydF4y2Ba

自然简报gydF4y2Ba

报名参加gydF4y2Ba自然简报gydF4y2Ba时事通讯-什么重要的科学，免费到您的收件箱每天。gydF4y2Ba

获取当天最重要的科学故事，免费在您的收件箱。gydF4y2Ba 注册《自然简报》gydF4y2Ba
Baidu
map