研究目的:涡虫作为一种新兴的模式生物,具有极其强大的再生能力。转录因子能调控一个或一类基因的表达,并且在发育过程中发挥重要的作用。我们想通过全基因组RNAi筛选的方法,筛选涡虫再生和稳态过程中起重要作用的转录因子,并进一步研究它们起作用的机制。研究内容:我们研究的内容主要有:涡虫中到底有多少个转录因子,这些转录因子中有多少能影响涡虫的再生与稳态维持。然后将有表型的转录因子按表型进行分类,并做初步的表型分析。表型类似的转录因子在再生过程中m RNA表达有没有规律。以及我们筛选的转录因子中有没有表型独特或者非常有意思的基因。这些挑出的重点研究的转录因子表达谱是什么样的,与再生有没有关系,以及它是怎么影响涡虫再生与稳态维持的。并使用芯片筛选这些重点挑出转录因子的功能性下游。研究方法:在研究转录因子在涡虫再生与稳态维持中的作用时,主要使用的方法是RNAi筛选。而后续揭示单个基因的功能时则主要利用整胚荧光原位杂交和免疫荧光。在研究基因的具体分子机制时则使用了基因芯片技术。研究成果:我们从高等生物中已有的转录因子出发,利用序列比对的方法在涡虫的基因组上找到686个转录因子。去掉已经报道的88个,我们还需要筛选598个转录因子。通过筛选我们发现60个有表型的转录因子。其中34个既影响涡虫的再生又影响涡虫的稳态维持,13个只影响涡虫的再生,13个只影响涡虫的稳态维持。进一步对表型进行细化发现,3个基因影响涡虫头尾极性的再生,4个基因影响涡虫眼点的再生,3个基因影响涡虫再生的速率,还有3个基因敲低后涡虫无法再生。而在13个只影响涡虫稳态维持的转录因子中,3个基因与涡虫的色素形成相关,3个基因与涡虫的运动相关,还有7个基因在RNAi后短时间内迅速裂解。通过再生过程中10个时间点m RNA表达水平分析发现,大部分影响涡虫再生与稳态维持的转录因子在涡虫再生3天时表达量达到最大。在筛选到的影响涡虫再生与稳态维持的转录因子中,我们发现了一个RNAi表型非常快的基因zbtb6。表达谱分析发现zbtb6几乎不表达在涡虫成体干细胞中,但是zbtb6阳性的细胞与成体干细胞却是毗邻关系。zbtb6 RNAi后涡虫成体干细胞增殖显著增加。在我们的筛选结果中,通过表达谱分析我们还发现一个基因pogz是涡虫再生必需的并且主要富集在涡虫的成体干细胞。进一步研究发现,pogz对再生特异的局部增殖高峰是必需的。通过芯片分析发现dis3l2是pogz RNAi表型必需的。而在涡虫整个再生过程中我们还发现pogz对涡虫组织缺失后干细胞的识别和成体干细胞的分化也是必需的。芯片筛选发现pogz主要通调控zfp-1和inx-11促进成体干细胞的分化。研究结论:我们总共筛选了598个转录因子,发现60个有表型。zbtb6能通过间接方式抑制涡虫成体干细胞的增殖。在再生过程中,pogz通过促进dis3l2的表达起始再生特异的干细胞局部增殖。在正常稳态维持过程中,pogz主要通调控zfp-1和inx-11促进成体干细胞的分化。