转录组分析确定了日本鳗鱼（Anguilla japonica）胚胎发育过程中的关键调控基因及其表达动态变化

《Molecular Genetics and Genomics》：Transcriptome analysis identifies key regulatory genes and temporal expression dynamics during embryonic development in the Japanese eel (Anguilla japonica)

日本鳗鲡胚胎发育的分子图谱构建及关键转录因子调控网络解析。基于RNA-Seq的八阶段转录组分析鉴定16728个差异表达基因（DEGs），揭示Notch/Wnt主导早期发育决策，细胞周期调控中期增殖，ECM受体介导组织形态建成，钙信号与代谢途径支持器官成熟。加权共表达网络识别4个发育特异性模块，Sox、Hox、Wnt转录因子动态协同调控发育进程。为人工繁殖技术研发提供分子基础和转录组数据库。

摘要

日本鳗鱼（Anguilla japonica）是一种具有商业价值的物种，但其野生种群数量已急剧下降，这凸显了改进人工繁殖技术的紧迫性。然而，胚胎发育的复杂性以及对分子调控机制的有限了解限制了人工繁殖技术的进展。为了阐明早期发育过程中的基因表达动态，我们使用RNA-Seq对八个关键的胚胎阶段进行了全面的转录组分析。共鉴定出16,728个差异表达基因（DEGs），其中在多细胞囊胚阶段观察到了最显著的多能性相关变化，在原肠胚到胚胎体转变阶段观察到了与分化相关的变化。功能富集分析揭示了具有阶段特异性的信号通路：早期阶段（多细胞阶段）以Notch和Wnt信号通路为主，涉及早期发育决策；中期阶段（从囊胚到原肠胚）以细胞周期通路为主，支持快速细胞分裂；中后期阶段（从胚胎体形成到体节出现）以细胞外基质受体（ECM受体）相互作用和 focal adhesion 通路为主，有助于细胞连接和组织形态发生；晚期阶段（从肌肉形成到新孵化的幼体）则以钙信号通路和代谢通路为主，为器官发生和功能成熟提供信号传导和能量支持。加权基因共表达网络分析（WGCNA）识别出四个与发育进程相关的阶段特异性模块。此外，还对Sox、Hox和Wnt转录因子家族的关键成员进行了筛选，发现它们表现出动态的、阶段特异性的表达模式。这些因子可能构成了一个协同调控网络，协调整个发育过程。总体而言，这些发现描绘了A. japonica胚胎发生的分子图谱，并建立了一个重要的转录组基础资源，将有助于未来对该物种早期发育的分子调控机制进行研究。

图形摘要

日本鳗鱼（Anguilla japonica）是一种具有商业价值的物种，但其野生种群数量已急剧下降，这凸显了改进人工繁殖技术的紧迫性。然而，胚胎发育的复杂性以及对分子调控机制的有限了解限制了人工繁殖技术的进展。为了阐明早期发育过程中的基因表达动态，我们使用RNA-Seq对八个关键的胚胎阶段进行了全面的转录组分析。共鉴定出16,728个差异表达基因（DEGs），其中在多细胞囊胚阶段观察到了最显著的多能性相关变化，在原肠胚到胚胎体转变阶段观察到了与分化相关的变化。功能富集分析揭示了具有阶段特异性的信号通路：早期阶段（多细胞阶段）以Notch和Wnt信号通路为主，涉及早期发育决策；中期阶段（从囊胚到原肠胚）以细胞周期通路为主，支持快速细胞分裂；中后期阶段（从胚胎体形成到体节出现）以细胞外基质受体（ECM受体）相互作用和 focal adhesion 通路为主，有助于细胞连接和组织形态发生；晚期阶段（从肌肉形成到新孵化的幼体）则以钙信号通路和代谢通路为主，为器官发生和功能成熟提供信号传导和能量支持。加权基因共表达网络分析（WGCNA）识别出四个与发育进程相关的阶段特异性模块。此外，还对Sox、Hox和Wnt转录因子家族的关键成员进行了筛选，发现它们表现出动态的、阶段特异性的表达模式。这些因子可能构成了一个协同调控网络，协调整个发育过程。总体而言，这些发现描绘了A. japonica胚胎发生的分子图谱，并建立了一个重要的转录组基础资源，将有助于未来对该物种早期发育的分子调控机制进行研究。

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