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胚胎胚层规格的全局miRNA剂量控制gydF4y2Ba

摘要gydF4y2Ba

MicroRNAs (miRNAs)在胚胎发育过程中具有重要功能,其调控异常会导致癌症gydF4y2Ba1gydF4y2Ba,gydF4y2Ba2gydF4y2Ba.在不同的组织和肿瘤中发现了miRNA丰度的改变,这意味着miRNA剂量的精确控制是重要的gydF4y2Ba1gydF4y2Ba,gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba,gydF4y2Ba4gydF4y2Ba,但这种控制的潜在机制仍然未知。蛋白质复合物微处理器,包括一个DROSHA和两个DGCR8蛋白,是miRNA生物发生所必需的gydF4y2Ba5gydF4y2Ba,gydF4y2Ba6gydF4y2Ba,gydF4y2Ba7gydF4y2Ba.在这里,我们发现了一种发育调节的miRNA剂量控制机制,涉及选择性转录起始(ATI)gydF4y2BaDGCR8gydF4y2Ba.ATI发生在阀杆环的下游gydF4y2BaDGCR8gydF4y2Ba在小鼠胚胎干(mES)细胞分化过程中绕过一个自动调节反馈环的mRNA。茎环的缺失导致DGCR8:DROSHA蛋白化学计量不平衡,驱动不可逆的微处理器聚集,减少初级miRNA加工,减少成熟miRNA丰度,以及脂质代谢mRNA靶标的广泛去抑制。尽管全局miRNA剂量控制不是mES细胞脱离多能性所必需的,但其调节失调通过破坏体外和体内的胚层规范来改变脂质代谢途径并干扰胚胎发育。这种miRNA剂量控制机制在人类中是保守的。我们的研究结果确定了一个启动子开关,它平衡微处理器的自动调节和聚合,以精确控制全局miRNA剂量,并在早期胚胎发育期间控制干细胞命运的决定。gydF4y2Ba

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图1:的ATIgydF4y2BaDGCR8gydF4y2Ba链接动态微处理器自动调节改变DGCR8: DROSHA化学计量和聚集。gydF4y2Ba
图2:微处理器聚合降低了miRNA处理效率和全局miRNA剂量,导致脂质代谢基因去抑制。gydF4y2Ba
图3:ti介导的miRNA剂量控制决定了mES细胞分化过程中的胚层规格。gydF4y2Ba
图4:ti介导的miRNA剂量控制机制在人类细胞和组织中是保守的。gydF4y2Ba

数据可用性gydF4y2Ba

支持本研究结果的RNA-seq和small RNA-seq数据已存入GEO,并有登录号gydF4y2BaGSE165017gydF4y2Ba.已发表的mES细胞分化polyA(+) RNA-seq数据来自GEO数据库,登录号为GSE112334gydF4y2Ba14gydF4y2Ba.本文报道的EpiS细胞和三个胚层细胞的polyA(+) RNA-seq可在ArrayExpress (gydF4y2Bahttps://www.ebi.ac.uk/arrayexpress/gydF4y2Ba),编号为E-MTAB-4904gydF4y2Ba27gydF4y2Ba.gydF4y2Ba源数据gydF4y2Ba提供了这篇论文。gydF4y2Ba

代码的可用性gydF4y2Ba

Perl脚本可从gydF4y2Bahttps://github.com/lyuxuehui/ATI-of-DGCR8gydF4y2Ba.gydF4y2Ba

参考文献gydF4y2Ba

  1. Lin, S. & Gregory, R. I.癌症中的MicroRNA生物发生途径。gydF4y2BaNat. Rev. CancergydF4y2Ba15gydF4y2Ba, 321-333(2015)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  2. 巴特尔,D. P.后生动物MicroRNAs。gydF4y2Ba细胞gydF4y2Ba173gydF4y2Ba, 20-51(2018)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  3. Lu, J.等。MicroRNA表达谱对人类癌症进行分类。gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba435gydF4y2Ba, 834-838(2005)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba广告gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  4. 兰德格拉夫,P.等人。基于小RNA文库测序的哺乳动物microRNA表达图谱。gydF4y2Ba细胞gydF4y2Ba129gydF4y2Ba, 1401-1414(2007)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  5. 李,Y.等。核RNase III Drosha启动microRNA处理。gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba425gydF4y2Ba, 415-419(2003)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba广告gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  6. 邓利,A. M., Tops, B. B., Plasterk, R. H., Ketting, R. F. & Hannon, G. J.微处理器复合物对初级microRNAs的处理。gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba432gydF4y2Ba, 231-235(2004)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba广告gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  7. 格雷戈里,R. I.等。微处理器复合物介导microRNAs的形成。gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba432gydF4y2Ba, 235-240(2004)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba广告gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  8. 权,S. C.等。人类DROSHA的结构。gydF4y2Ba细胞gydF4y2Ba164gydF4y2Ba, 81-90(2016)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  9. 帕丁,a.c.等。人Drosha和DGCR8与初级MicroRNA复合物的Cryo-EM结构。gydF4y2Ba摩尔。细胞gydF4y2Ba78gydF4y2Ba, 411 - 422。e4(2020)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  10. Ha M. & Kim, V. N. microRNA生物发生的调控。gydF4y2Ba细胞生物学gydF4y2Ba.gydF4y2Ba15gydF4y2Ba, 509-524(2014)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  11. 韩,J.等。Drosha和DGCR8之间的转录后交叉调控。gydF4y2Ba细胞gydF4y2Ba136gydF4y2Ba, 75-84(2009)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  12. 崔布莱特,张红梅,拉皮埃尔,R. J. &格雷戈里,R. I.微处理器对DGCR8表达的转录后控制。gydF4y2Ba核糖核酸gydF4y2Ba15gydF4y2Ba, 1005-1011(2009)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  13. 杜,P,王,L, Sliz, P. & Gregory, r.i.微处理器控制miR-17的上游生物发生步骤gydF4y2Ba∼gydF4y2Ba92年的表情。gydF4y2Ba细胞gydF4y2Ba162gydF4y2Ba, 885-899(2015)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  14. Du, P.等。由microRNAs控制的中间多能状态是幼稚到引物干细胞转化所必需的。gydF4y2Ba细胞干细胞gydF4y2Ba22gydF4y2Ba, 851 - 864。e5(2018)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  15. 伯恩斯坦等人。Dicer对小鼠的发展至关重要。gydF4y2BaNat麝猫。gydF4y2Ba.gydF4y2Ba35gydF4y2Ba, 215-217(2003)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  16. Wang Y., Medvid, R., Melton, C., Jaenisch, R. & Blelloch, R. DGCR8对microRNA的生物发生和胚胎干细胞自我更新的沉默至关重要。gydF4y2BaNat麝猫。gydF4y2Ba.gydF4y2Ba39gydF4y2Ba, 380-385(2007)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  17. 张,B.等。Dicer在前列腺癌生长和转移中的剂量依赖性多效作用。gydF4y2Ba致癌基因gydF4y2Ba33gydF4y2Ba, 3099-3108(2014)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  18. 兰博,s等。诊断和复发时ETMR的分子图谱。gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba576gydF4y2Ba, 274-280(2019)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  19. Alberti, S., Gladfelter, A. & Mittag, T.研究液-液相分离和生物分子凝聚的考虑和挑战。gydF4y2Ba细胞gydF4y2Ba176gydF4y2Ba, 419-434(2019)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  20. Maharana, S.等。RNA缓冲朊病毒样RNA结合蛋白的相分离行为。gydF4y2Ba科学gydF4y2Ba360gydF4y2Ba, 918-921(2018)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba广告gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  21. 张晓明,张晓明,张晓明。肌动蛋白信号蛋白相分离簇活性的化学计量学控制。gydF4y2Ba科学gydF4y2Ba363gydF4y2Ba, 1093-1097(2019)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba广告gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  22. 帕特尔等人。疾病突变加速了ALS蛋白FUS的液固相变。gydF4y2Ba细胞gydF4y2Ba162gydF4y2Ba, 1066-1077(2015)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  23. 林,Y., Protter, D. S., Rosen, M. K. & Parker, R. rna结合蛋白相分离液滴的形成和成熟。gydF4y2Ba摩尔。细胞gydF4y2Ba60gydF4y2Ba, 208-219(2015)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  24. Hayashi, K., Ohta, H., Kurimoto, K., Aramaki, S. & Saitou, M.在多能干细胞培养中重建小鼠生殖细胞规范通路。gydF4y2Ba细胞gydF4y2Ba146gydF4y2Ba, 519-532(2011)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  25. Sladitschek, H. L. & Neveu, P. A.基因调节网络在多能性出口控制着中胚层和外胚层的平衡。gydF4y2Ba摩尔。系统。医学杂志gydF4y2Ba.gydF4y2Ba15gydF4y2Ba, e9043(2019)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  26. 格雷夫,T. S.,贾德森,R. L.和Blelloch, R. microRNA控制小鼠和人类多能干细胞行为。gydF4y2Ba为基础。细胞发育生物学gydF4y2Ba.gydF4y2Ba29gydF4y2Ba, 213-239(2013)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  27. 谢,D.等。SERRATE相分离驱动切粒体组装,促进miRNA在切粒体中的加工gydF4y2Ba拟南芥gydF4y2Ba.gydF4y2Ba细胞生物学gydF4y2Ba.gydF4y2Ba23gydF4y2Ba, 32-39(2021)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  28. 姚,X.等。CRISPR/ cas9介导的靶向整合体内使用同源介导的末端连接为基础的策略。gydF4y2BaJ. Vis. ExpgydF4y2Ba.gydF4y2Ba133gydF4y2Ba, 56844(2018)。gydF4y2Ba

    谷歌学者gydF4y2Ba

  29. Mori, M.等。Hippo信号调节微处理器并将细胞密度依赖的miRNA生物发生与癌症联系起来。gydF4y2Ba细胞gydF4y2Ba156gydF4y2Ba, 893-906(2014)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  30. 朗米德,B.,特拉普内尔,C.,波普,M.和萨尔茨伯格,S. L.人类基因组短DNA序列的超快和内存高效对齐。gydF4y2Ba基因组医学杂志gydF4y2Ba.gydF4y2Ba10gydF4y2Ba, r25(2009)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  31. griffith - jones, S., Saini, H. K., van Dongen, S. & Enright, A. J. miRBase: microRNA基因组学工具。gydF4y2Ba核酸测定gydF4y2Ba.gydF4y2Ba36gydF4y2Ba, d154-d158(2008)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  32. Bolger, a.m., Lohse, M. & Usadel, B. Trimmomatic:用于Illumina序列数据的灵活修剪器。gydF4y2Ba生物信息学gydF4y2Ba30.gydF4y2Ba, 2114-2120(2014)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  33. Kim, D, Paggi, J. M, Park, C., Bennett, C. & Salzberg, S. L.基于图的基因组比对和HISAT2和hisat基因型的基因分型。gydF4y2BaNat。gydF4y2Ba.gydF4y2Ba37gydF4y2Ba, 907-915(2019)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  34. Liao, Y., Smyth, G. K. & Shi, W. featuremets:一种高效的通用程序,用于分配序列读取基因组特征。gydF4y2Ba生物信息学gydF4y2Ba30.gydF4y2Ba, 923-930(2014)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  35. 陈杰,Bardes, E. E., Aronow, B. J. & Jegga, A. G. ToppGene套件用于基因列表富集分析和候选基因优先级。gydF4y2Ba核酸测定gydF4y2Ba.gydF4y2Ba37gydF4y2Ba, w305-w311(2009)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  36. 萨勃拉曼尼亚,A.等。基因集富集分析:解释全基因组表达谱的一种基于知识的方法。gydF4y2Ba国家科学院学报美国gydF4y2Ba102gydF4y2Ba, 15545-15550(2005)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba广告gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  37. 蒋,S.等。人类长链非编码RNA的扩展图。gydF4y2Ba核酸测定gydF4y2Ba.gydF4y2Ba47gydF4y2Ba, 7842-7856(2019)。gydF4y2Ba

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下载参考gydF4y2Ba

确认gydF4y2Ba

我们感谢Kim N.、Li P.、Qi Y.和Fu x的讨论;哈佛医学院生物聚合物设施用于RNA-seq和小RNA-seq Illumina高通量测序;北京大学生命科学学院的核心设施,特别是秦少生、单志刚、傅立林和黄少生,为共焦成像和放射标记分析提供技术帮助;北京大学国家蛋白质科学中心的流式细胞仪核心,特别是吕洪波和杨洪波的技术帮助。部分蛋白质纯化工作在N. Gao的实验室(北京大学)完成;我们感谢他们的援助。感谢J. Xiao实验室提供的pFastBac-Dual载体、Sf21细胞及其协助;H.-Y。Lee的实验室和Y. Wang的实验室提供K562细胞和gydF4y2BaDGCR8gydF4y2Ba−−/gydF4y2Ba细胞,分别;F. Guo提供pFastBac-HTb-HisgydF4y2Ba6gydF4y2Ba-DROSHAgydF4y2Ba390 - 1374gydF4y2Ba向量。这项工作得到了中国自然科学基金(32050214和32090012)和中国国家重点研发计划(2019YFA0110000)的资助,M.P.得到了国家糖尿病、消化和肾脏疾病研究所(NIDDK)的资助(K01DK121861),以及美国国家普通医学科学研究所(NIGMS)的资助(R01GM086386)。gydF4y2Ba

作者信息gydF4y2Ba

作者及隶属关系gydF4y2Ba

作者gydF4y2Ba

贡献gydF4y2Ba

Y.C.进行了所有与相分离相关的实验(在Y.Q.和X.L.的帮助下),5 ' RACE实验和畸畸瘤实验。Y.C.和P.D.进行了微处理器裂解实验。Y.C.在X.L.和m.p.d.的帮助下进行了EB和神经分化,进行了miRNA报告分析,并构建了ΔSL1 mES细胞系;用Y.C.、X.L.、P.D.构建细胞,进行qRT-PCR、western blot和RNA-seq生物信息学分析。L.D.进行小RNA-seq生物信息学分析。L.K.和D.Y.在g.g.p.d.和R.I.G.的监督下对GTEX数据集进行了生物信息学分析,设计了所有实验,分析了数据,并根据j.o.、y.c.和X.L.的输入撰写了手稿gydF4y2Ba

相应的作者gydF4y2Ba

对应到gydF4y2Ba彭杜gydF4y2Ba或gydF4y2Ba理查德·i·格雷戈里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。R.I.G是28/7 Therapeutics和Theon Therapeutics的联合创始人和科学顾问委员会成员。gydF4y2Ba

额外的信息gydF4y2Ba

同行评审信息gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba感谢Hannele Ruohola-Baker和其他匿名审稿人对这项工作的同行评审所做的贡献。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1gydF4y2BaDGCR8gydF4y2Ba链接动态微处理器自动调节改变DGCR8:DROSHA化学计量。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba,在13天的时间过程中,基于RNA-seq数据的mES细胞向eb分化过程中覆盖不同外显子的剪接事件的比例(图2)。gydF4y2Ba1gydF4y2Ba).gydF4y2BabgydF4y2Ba5 ' RACE产物琼脂糖凝胶分析(左)和5 ' RACE菌落Sanger测序总结(右)。红色箭头所示的PCR产物被纯化,并进一步进行克隆和Sanger测序。这些数字表示映射到特定核苷酸的所有已测序克隆的比例。5 ' UTR中的Stem-loop 1 (SL1)序列以红色突出显示(图1)。gydF4y2Ba1 bgydF4y2Ba).gydF4y2BacgydF4y2Ba的5 ' UTR和CDS区域的Stem-loop结构(SL1和SL2)gydF4y2BaDGCR8gydF4y2Ba信使rna。绿色箭头表示用于SL1缺失的CRISPR-Cas9设计。gydF4y2BadgydF4y2Ba, mES细胞中SL1敲除基因组DNA的PCR分析(ΔSL1)。gydF4y2BaegydF4y2Ba, qRT-PCR分析gydF4y2BaDGCR8gydF4y2Ba和gydF4y2BaDROSHAgydF4y2Ba野生型和ΔSL1 mES细胞中mRNA的表达。数据归一化为gydF4y2BaGAPDHgydF4y2Ba,误差条表示s.d. (gydF4y2BangydF4y2Ba= 3,技术重复)。gydF4y2BafgydF4y2Ba在转染了相应siRNAs的野生型和ΔSL1 mES细胞中DGCR8和DROSHA蛋白的Western印迹。实验重复了三次,得到了相似的结果(gydF4y2Ba方法gydF4y2Ba).gydF4y2Ba

扩展数据图2小鼠胚胎干细胞中SL1耗尽驱动不可逆的微处理器聚合。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba,免疫荧光(IF),然后在野生型和ΔSL1 mES细胞中对DGCR8和DROSHA蛋白进行共聚焦成像。DGCR8和DROSHA的荧光信号分别为红色和绿色,DAPI染色为蓝色。合并后的信号也显示出来。gydF4y2BabgydF4y2BaWestern blot检测表达内源性mCherry-DGCR8融合蛋白的野生型和报告型mES细胞中的DGCR8和DROSHA蛋白。gydF4y2BacgydF4y2Ba,野生型和ΔSL1报告ES细胞中内源性mCherry-DGCR8融合蛋白的图像。gydF4y2BadgydF4y2Ba,微处理器在活的ΔSL1 mES细胞中两个近似组装的代表性延时图像,转染标记mCherry-DGCR8和eGFP-DROSHA的质粒。gydF4y2BaegydF4y2Ba,微处理器聚合体用10% 1,6-己二醇处理ΔSL1活mES细胞3分钟前后的图像。gydF4y2BafgydF4y2Ba,用表达标记mCherry-DGCR8和eGFP-DROSHA的质粒转染的活的ΔSL1 mES细胞中微处理器聚合物的FRAP分析的代表性图像。目标区域在白色框中突出显示,DGCR8(红色),DROSHA(绿色)和合并(黄色)信号显示。DGCR8和DROSHA的归一化荧光强度显示。数据以平均值±s.d表示(gydF4y2BangydF4y2Ba= 6,在六个分离的聚集中进行独立观测)。gydF4y2BaggydF4y2Ba,微注射RNase前后转染mCherry-DGCR8和eGFP-DROSHA质粒的ΔSL1 mES细胞微处理器聚合体图像。所有实验至少重复三次,结果相似(gydF4y2Ba方法gydF4y2Ba).gydF4y2Ba

图3不平衡DGCR8:DROSHA化学计量学驱动体外不可逆微处理器聚集。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba,上,PONDR预测DGCR8蛋白的无序区(gydF4y2Bahttp://pondr.com/gydF4y2Ba).下图是显示DGCR8结构域的示意图。gydF4y2BabgydF4y2Ba对纯化的rDGCR8和rDROSHA蛋白进行了不同浓度的寇马斯蓝染色,以及两种缺失ΔCTT和ΔRhed结构域的rDGCR8突变蛋白。gydF4y2BacgydF4y2Ba,生理缓冲液中不同浓度rDGCR8、rDGCR8-ΔCTT、rDGCR8-ΔRhed和rDROSHA相分离的代表图像。gydF4y2BadgydF4y2Ba, 10% 1,6-己二醇处理5 min前后标记rDGCR8 (30 μM)聚集物的代表图像。gydF4y2BaegydF4y2Ba, rDGCR8斑点的FRAP分析代表图像。目标区域在白色方框中突出显示。rDGCR8在FRAP分析中的归一化荧光强度以mean±s.d表示(gydF4y2BangydF4y2Ba= 6,在6个分离聚集的独立观测)。gydF4y2BafgydF4y2Ba,gydF4y2BaggydF4y2Ba, 32 μM rDGCR8:8 μM rDROSHA微处理器聚集体在稀释和高盐(1 M NaCl)条件下的代表性共聚焦图像。rDGCR8(红色)、rDROSHA(绿色)和合并(黄色)信号。gydF4y2BahgydF4y2Ba,gydF4y2Ba我gydF4y2Ba,预先形成的微处理器聚集体(32 μM rDGCR8:8 μM rDROSHA)的图像,然后加入额外的rDROSHA以达到2:1的比例或用10% 1,6-己二醇处理10分钟。gydF4y2BajgydF4y2Ba,所示时间的两个近似微处理器聚合的代表性延时图像。rDGCR8(红色)、rDROSHA(绿色)和合并(黄色)信号。gydF4y2BakgydF4y2Ba,体外微处理器聚集体的FRAP分析。目标液滴区域在白色框中突出显示,并显示rDGCR8(红色),rDROSHA(绿色)和合并(黄色)信号。对,归一化荧光强度。数据以平均值±s.d表示(gydF4y2BangydF4y2Ba= 7,在7个分离的聚集中进行独立观测)。所有实验至少重复三次,结果相似(gydF4y2Ba方法gydF4y2Ba).gydF4y2Ba

图4微处理器聚合降低了pri-miRNA处理效率和全局miRNA剂量,导致脂质代谢基因去抑制。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba微处理器体外裂解小鼠pri-mir-125b,使用野生型和ΔSL1 mES细胞的全细胞裂解液。以Flag-DROSHA-293T细胞免疫沉淀纯化的微处理器作为对照。无裂解物的pri-mir125b为CK样品。gydF4y2BabgydF4y2Ba,在图中所示的测定中,根据pre-miRNA键的密度计算pri-miRNA切割活性的定量。gydF4y2Ba2 bgydF4y2Ba和扩展数据图。gydF4y2Ba4gydF4y2Ba.gydF4y2BacgydF4y2Ba,野生型pri-mir-125b荧光素酶报告基因体内裂解实验,gydF4y2BaDGCR8gydF4y2Ba−−/gydF4y2Ba,以及ΔSL1 mES细胞。数据以平均值±s.d表示(gydF4y2BangydF4y2Ba= 3,技术重复)。****gydF4y2BaPgydF4y2Ba< 0.0001,双面学生gydF4y2BatgydF4y2Ba以及。gydF4y2BadgydF4y2Ba,野生型和ΔSL1 mES细胞中基于小RNA-seq数据的全局miRNA表达散点图。小RNA-seq数据在spike-in rna的基础上归一化。差异表达的mirna用彩色圆圈表示,表达上调和下调的mirna数量显示。FC,折叠变化;双面的学生的gydF4y2BatgydF4y2Ba以及。gydF4y2BaegydF4y2Ba, ΔSL1和常见上调或下调基因表达热图gydF4y2BaDGCR8gydF4y2Ba−−/gydF4y2BamES细胞与野生型mES细胞的比较。显示了基因本体(GO)术语的丰富程度和每组基因的数量。双面的学生的gydF4y2BatgydF4y2Ba以及。gydF4y2BafgydF4y2Ba、ΔSL1中mrna表达变化的维恩图gydF4y2BaDGCR8gydF4y2Ba−−/gydF4y2Ba与野生型mES细胞相比。每组基因的数量显示。双面的学生的gydF4y2BatgydF4y2Ba以及。gydF4y2BaggydF4y2Ba, GSEA分析脂质代谢基因集比较ΔSL1和gydF4y2BaDGCR8gydF4y2Ba−−/gydF4y2Ba细胞与野生型mES细胞。NES,标准化富集分数。gydF4y2BaPgydF4y2Ba数值由GSEA软件计算。FDR,错误发现率。gydF4y2BahgydF4y2Ba, miRNAs网络和脂质代谢基因。gydF4y2Ba我gydF4y2Ba, miRNA靶点在gydF4y2BaPDK4gydF4y2Ba,gydF4y2BaLCLAT1gydF4y2Ba和gydF4y2BaGPCPD1gydF4y2Bamrna,荧光素酶miRNA靶标报告者野生型,ΔSL1和gydF4y2BaDGCR8gydF4y2Ba−−/gydF4y2BamES细胞。数据以平均值±s.d表示(gydF4y2BangydF4y2Ba= 3,技术重复)。****gydF4y2BaPgydF4y2Ba< 0.0001,双面学生gydF4y2BatgydF4y2Ba以及。突变引入miRNA的靶位点上gydF4y2BaPDK4gydF4y2Ba和gydF4y2BaLCLAT1gydF4y2Ba,突变序列以红色字体显示。确切的gydF4y2BaPgydF4y2Ba值在源数据(gydF4y2BacgydF4y2Ba,gydF4y2Ba我gydF4y2Ba)及补充表格(gydF4y2BadgydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BafgydF4y2Ba).统计复制的细节在方法中的“统计和再现性”中给出。gydF4y2Ba

源数据gydF4y2Ba

扩展数据图5不平衡DGCR8: EB分化过程中DROSHA化学计量学驱动微处理器聚合。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba,野生型的EpiLC分化过程中幼稚基因和引物基因相对表达的箱线图,ΔSL1和gydF4y2BaDGCR8gydF4y2Ba−−/gydF4y2BamES细胞。显示了幼稚和引物基因的数量,并列出了代表性的标记。对于箱形图,中线为中位数;盒子的限制是第25和75百分位;胡须在25、75百分位延伸至1.5× IQR。gydF4y2BabgydF4y2Ba在mES细胞向epilc分化过程中,所有表达的mrna对野生型和ΔSL1细胞的PCA进行了检测。gydF4y2BacgydF4y2Ba,gydF4y2BadgydF4y2Ba的相对表达式和计算比gydF4y2BaDGCR8gydF4y2Ba和gydF4y2BaDROSHAgydF4y2Ba基于13天EB分化过程中RNA-seq数据的mRNA。gydF4y2BaegydF4y2BaWestern blot检测野生型mES细胞向eb细胞分化过程中不同时间点DGCR8和DROSHA的变化。将DROSHA和DGCR8条带的密度归一化为ACTINB条带,计算相对蛋白比例。gydF4y2BafgydF4y2Ba用蛋白酶体抑制剂MG132 (10 μM)处理分化EB细胞2 h前后(第8天),Western blot检测DGCR8和DGCR8条带密度。将DROSHA和DGCR8条带密度标准化至ACTINB条带,计算相对蛋白比值。gydF4y2BaggydF4y2Ba微处理器聚集物在分化的EB细胞(第8天)中的代表性图像来自内源性表达mCherry-DGCR8和eGFP-DROSHA融合蛋白的双报告基因ES细胞。所有实验至少重复两次,结果相似(gydF4y2Ba方法gydF4y2Ba).gydF4y2Ba

图6 ti介导的miRNA剂量控制决定了体外mES细胞分化过程中胚层的规格。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba,基于来自不同生殖层细胞的RNA-seq数据,覆盖不同外显子的剪接事件的比例。Ep, EpiS细胞;电子商务,外胚层;我,中胚层;恩,内胚层。gydF4y2BabgydF4y2Ba在神经和EB分化过程中,多能基因在野生型和ΔSL1细胞中的相对表达。NP,神经祖细胞。gydF4y2BacgydF4y2Ba,在EB分化过程中,ΔSL1细胞与野生型细胞相比,上调或下调基因相对表达的热图。显示了基因本体(GO)术语的丰富程度和每组基因的数量。gydF4y2BadgydF4y2Ba,在神经分化过程中,与野生型mES细胞相比,ΔSL1 mES细胞中基因表达上调或下调的热图。图中显示了GO项的富集情况和每组基因的数量。gydF4y2BaegydF4y2Ba,神经分化过程中三胚层标记基因相对表达热图。具有代表性的标记列在右侧。gydF4y2BafgydF4y2Ba, mES细胞和神经元祖细胞中基于小RNA-seq数据的全局miRNA表达散点图(第5天)。所有实验至少重复两次,结果相似(gydF4y2Ba方法gydF4y2Ba).gydF4y2Ba

扩展数据图7小鼠畸胎瘤形成过程中miRNA剂量控制影响胚层规格。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba苏木精伊红染色畸胎瘤组织学。左,畸胎瘤低倍镜;分化区域用不同颜色显示(黑色,外胚层;红色,内胚层)。右,外胚层(神经管)和内胚层(腺结构)组织的代表性图像。gydF4y2BabgydF4y2Ba,野生型畸胎瘤与ΔSL1型畸胎瘤外胚层和内胚层组织相对面积比较,示各组织面积除以HE染色总面积。数据以均值±s.e.m表示(WT外胚层,gydF4y2BangydF4y2Ba= 68;ΔSL1外胚层,gydF4y2BangydF4y2Ba= 58;WT内胚层,gydF4y2BangydF4y2Ba= 65;ΔSL1内胚层,gydF4y2BangydF4y2Ba= 17个独立的观察)。使用来自四只小鼠的8个(野生型:4,ΔSL1: 4)畸胎瘤的16个(野生型:8,ΔSL1: 8)切片进行分析。**gydF4y2BaPgydF4y2Ba< 0.01, ****gydF4y2BaPgydF4y2Ba< 0.0001,双面学生gydF4y2BatgydF4y2Ba以及。gydF4y2BacgydF4y2Ba,野生型和ΔSL1 mES细胞畸胎瘤切片中GATA4蛋白(内胚层标记物)的免疫荧光。GATA4的荧光信号为粉红色,DAPI染色为蓝色。gydF4y2BadgydF4y2Ba, GATA4相对面积比较gydF4y2Ba+gydF4y2Ba畸胎瘤细胞来源于野生型和ΔSL1 mES细胞。数据以均数±s.e.m表示(gydF4y2BangydF4y2Ba= 439个独立观察),根据9只小鼠的18个(野生型:9,ΔSL1: 9)畸胎瘤的34个(野生型:17,ΔSL1: 17)切片的免疫荧光。gydF4y2BaegydF4y2Ba, GATA4gydF4y2Ba+gydF4y2Ba根据的染色,在野生型和ΔSL1 mES细胞衍生的畸胎瘤中相对于总面积的细胞数gydF4y2BacgydF4y2Ba.确切的gydF4y2BaPgydF4y2Ba值在源数据中提供。详细的统计复制在方法中给出。gydF4y2Ba

源数据gydF4y2Ba

图8体外EB细胞分化过程中脂质代谢抑制影响胚层规格。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba,在13天的时间内,mES细胞向eb分化过程中,脂质代谢基因的相对表达热图,由miRNA剂量控制。gydF4y2BabgydF4y2Ba, mES细胞向eb分化的方案,包括脂质代谢抑制剂GW9662处理。gydF4y2BacgydF4y2Ba, GW9662抑制的脂质代谢基因在分化EB细胞中的相对表达热图。列出了基因数量和代表性基因。脂质代谢基因来自GO术语“脂质代谢过程”。gydF4y2BadgydF4y2Ba, GW9662处理EB细胞分化过程中胚层标记基因相对表达量的qRT-PCR分析。数据被规范化为gydF4y2BaGAPDHgydF4y2Ba用均值±s.d表示(gydF4y2BangydF4y2Ba= 3个技术重复)。gydF4y2BaegydF4y2Ba, DMSO和GW9662处理下mES细胞向eb分化过程中胚层标记基因相对表达热图。所有实验至少重复两次,结果相似(gydF4y2Ba方法gydF4y2Ba).gydF4y2Ba

图9 ti介导的miRNA剂量控制机制在人类细胞和组织中是保守的。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba,基于RNA-seq数据的不同人类细胞系中覆盖不同外显子的剪接事件的比例(图。gydF4y2Ba4gydF4y2Ba).gydF4y2BabgydF4y2Ba,不同转录因子(tf)的ChIP-seq信号gydF4y2BaDGCR8gydF4y2Ba5’UTR在GM12878、MCF-7和HepG2细胞中均有表达,具有代表性的转录因子用红色标注。直方图显示了与两个不同启动子结合的转录因子的数量。gydF4y2Ba4gydF4y2Ba).gydF4y2BacgydF4y2Ba, 5 ' RACE实验gydF4y2BaDGCR8gydF4y2BaH1299和K562细胞的mRNA表达。5 ' RACE产物琼脂糖凝胶分析(左)和5 ' RACE菌落Sanger测序总结(右)。红色箭头表示经过纯化和进一步处理用于克隆和Sanger测序的PCR产物。这些数字表示映射到特定核苷酸的所有已测序克隆的比例。5 ' UTR中的SL1序列以红色表示(图2)。gydF4y2Ba4 bgydF4y2Ba).gydF4y2BadgydF4y2Ba,转染相应质粒的活RPE1、HepG2和K562细胞中标记的mCherry-DGCR8和eGFP-DROSHA成像。gydF4y2BaegydF4y2Ba转染标记mCherry-DGCR8和eGFP-DROSHA质粒的HepG2细胞中微处理器聚合物的FRAP分析。目标区域在白色方框中突出显示。DGCR8(红色)、DROSHA(绿色)和合并(黄色)信号。DGCR8和DROSHA在FRAP分析中的归一化荧光强度。数据以均数±标准差表示(gydF4y2BangydF4y2Ba= 6,在六个分离的聚集中进行独立观测)。gydF4y2BafgydF4y2Ba表达标记mCherry-DGCR8和eGFP-DROSHA的质粒转染HepG2细胞,10% 1,6-己二醇(1,6- hex)处理3分钟前后微处理器聚合物的代表性图像。gydF4y2BaggydF4y2Ba, qRT-PCR分析gydF4y2BaDGCR8gydF4y2Ba和gydF4y2BaDROSHAgydF4y2Ba野生型和ΔSL1 H1299细胞中mRNA的表达。数据被规范化为gydF4y2BaGAPDHgydF4y2Ba用均值±s.d表示(gydF4y2BangydF4y2Ba= 3个技术重复)。gydF4y2BahgydF4y2Ba, qRT-PCR分析成熟miRNA表达。数据归一化为gydF4y2BaU2gydF4y2BasnoRNA。数据以平均值±s.d表示(gydF4y2BangydF4y2Ba= 3个技术重复)。gydF4y2Ba我gydF4y2Ba,根据RNA-seq数据的测序覆盖率计算ATI比例(代表ATI外观)和外显子比例的公式。gydF4y2BajgydF4y2Ba,箱形图表示的ATIgydF4y2BaDGCR8gydF4y2Ba基于GTEx数据集RNA-seq的不同人体组织中mRNA的出现。所分析的样本数量用紫色表示。主要来源于胚胎内胚层的组织以红色突出显示。对于箱形图,中线为中位数;盒子的限制是第25和75百分位;胡须在25、75百分位延伸至1.5× IQR。所有实验至少重复两次,结果相似(gydF4y2Ba方法gydF4y2Ba).gydF4y2Ba

补充信息gydF4y2Ba

补充图1gydF4y2Ba

此文件包含原始源图像的Western blot,微处理器分析。gydF4y2Ba

报告总结gydF4y2Ba

补充表1gydF4y2Ba

在WT型mESCs和ΔSL1型mESCs中,通过双面Student’s t检验计算全局miRNA表达和p值,对应图2c和扩展数据图4d。gydF4y2Ba

补充表2gydF4y2Ba

在ΔSL1和DGCR8中,用双侧Student 's t检验计算表达变化的基因和p值gydF4y2Ba-/-gydF4y2BaESCs与WT ESCs的比较,对应于图2d,扩展数据图4e, 4f。gydF4y2Ba

补充表3gydF4y2Ba

WT、ΔSL1和DGCR8中幼稚和引物基因的表达gydF4y2Ba-/-gydF4y2BaEpiLC分化过程中的mESCs,对应于扩展数据图5a。gydF4y2Ba

补充表4gydF4y2Ba

在EB和神经分化过程中,ΔSL1中与WT mESCs相比有表达变化的基因,对应于扩展数据图6b-6d。gydF4y2Ba

补充表5gydF4y2Ba

在神经和EB分化过程中,三个胚层标记基因在WT和ΔSL1 mESCs中的表达,对应于图3b,扩展数据图6e。gydF4y2Ba

补充表6gydF4y2Ba

神经分化过程中的全局miRNA表达,对应于扩展数据图6f。gydF4y2Ba

补充表7gydF4y2Ba

脂质代谢抑制剂GW9662处理EB分化过程中脂质代谢基因和三种胚层基因的表达情况,见扩展数据图8a、8c、8e。gydF4y2Ba

补充表8gydF4y2Ba

miRNA在人细胞系中的整体表达,如图4c所示。gydF4y2Ba

补充表9gydF4y2Ba

研究中使用的引物和siRNA序列列表。gydF4y2Ba

源数据gydF4y2Ba

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崔,杨,吕,X,丁,L。gydF4y2Baet al。gydF4y2Ba胚胎胚层规格的全局miRNA剂量控制。gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba593gydF4y2Ba, 602-606(2021)。https://doi.org/10.1038/s41586-021-03524-0gydF4y2Ba

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