The role of transcriptional factor Tcf7l1 and Wnt/β-catenin signaling pathway during differentiation of the head ectoderm.

Abstract

Jedním z klíčových momentů v evoluci obratlovců bylo bezpochyby rozrůznění funkcí hlavového ektodermu. Genové regulační sítě využívané během tohoto procesu, jsou tvořeny množstvím genů jejichž exprese je spouštěna, a dále modulována pomocí signalizačních drah Wnt, FGF a BMP. K tomu je třeba přičíst i vliv signalizace Wnt/β-kateninu a jejích antagonistů přítomných v rostrální části hlavového ektodermu, kteří jsou klíčoví pro regionalizaci tkání v rámci anterio-posteriorní osy embrya. Kombinace těchto faktorů umožnila diverzifikaci anteriorního ektodermu na anteriorní neurální val (ANV) a rostrální preplakodální oblast (PPO), zatímco v posteriornějším ektodermu vznikají působením signální dráhy Wnt buňky neurální lišty (NL) a posteriorní PPO. Přestože byl vliv signalizační dráhy Wnt/β-katenin detailně studován v kontextu vývoje ANV, PPO a NL u nesavčích modelových organizmů, její vliv na vývoj těchto tkání u savců je stále nejasný. Navíc bylo současných poznatků u savců dosaženo pomocí experimentálních zásahů na úrovni β-kateninu, v důsledku čehož zůstává úloha transkripčních faktorů z rodiny Tcf/Lef v těchto procesech takřka neznámá. Z těchto důvodů jsme se rozhodli sudovat transkripční represor Tcf7l1, který je členem rodiny Tcf/Lef a vyznačuje se schopností potlačovat genovou expresi i za...

Differentiation of the head ectoderm is crucial for the evolutionary diversification of vertebrates. Expression of the genes responsible for this process is orchestrated troughout complex gene regulatory networks that are induced and modulated by Wnt, FGF and BMP signaling pathways. In addition, Wnt/β-catenin signaling, in combination with expression of the Wnt antagonists from the rostral-most part of the head ectoderm, represent a key source of information for the regionalization of the tissue along the antero-posterior axis. This allows the differentiation of the anterior ectoderm that gives rise to the anterior neural fold (ANF) and anterior part of the presumptive placodal region (PPR), and more posterior ectoderm where higher levels of active Wnt/β-catenin signaling promote differentiation into the neural crest (NC) and posterior PPR. Although the requirement of Wnt/β-catenin signalling for ANF, PPR and NC development has been intensively studied in non-mammalian vertebrate model organisms, we lack a clear picture about the situation in mammals. Furthermore, current knowledge in mammals has been gathered via experiments on the level of β-catenin and very little is known about the individual roles of the Tcf/Lef transcription factors. Thereby, we decided to manipulate the Tcf7l1, member of the...