转录组测序揭示早期胚胎发生过程中细胞命运决定的分子机制
物种:拟南芥
拉丁名:Arabidopsis thaliala
样品选择:早期胚胎顶细胞系(ACL)和基细胞系(BCL),每个细胞类型包含3个独立的生物学重复。
测序策略:Illumina PE150。
研究结果:
1、为了研究拟南芥顶细胞系(ACL)和基细胞系(BCL)分化过程中基因的时空表达,研究者对2个细胞的原胚(合子分裂后细胞分化的初始阶段)和32个细胞的胚胎(BCL的成熟阶段)进行了对比分析。原胚首先进行手工显微解剖,然后分离顶端区和基底区进行RNA测序。
2、合子分裂后,ACL形成一个独特的转录组谱,而BCL转录组谱与合子类似。而在原胚发育过程中,BCL转录组谱发生高度变化,ACL的转录组则相对一致。
ACL和BCL的转录组谱差异变化
3、基因时序表达分析显示ACL和BCL通过激活不同的分子通路决定细胞分化命运。
ACL和BCL特异性分化阶段的基因时序表达
4、1 cell 胚胎和32 cells 胚胎阶段的ACL和BCL保守基因大部分在合子中共表达。ACL中从卵细胞和合子中继承了较高的表达水平的大部分基因,在BCL中特异性下调;而BCL保守基因发生特定的转录组重构。
ACL和BCL细胞系特异基因表达模式
5、lncRNA和选择性剪接在早期胚胎中的表达模式呈现发育阶段依赖性,揭示胚胎发生早期,lncRNA和选择性剪接也导致细胞系特异性分化。