VEGTによるSiamoisの直接規制は、アフリカアキセノパス胚の軸形成に必要です

Homeobox Gene Siamoisは、Spemannオーガナイザーで発現する最も初期の遺伝子の1つであり、背腹軸の形成に重要な役割を果たしています。これは、母体のWntシグナル伝達によって直接規制されており、母体の要因とSpemannオーガナイザーの形成との間の本質的な接合性中間層として機能します。母体のTドメイン転写因子VEGTは、WNTシグナル伝達と相互作用し、Spemannオーガナイザーの形成にも関与しています。ただし、この機能的相互作用の分子メカニズムは完全には理解されていません。ここでは、VEGTがSiamoisプロモーターのTボックス結合部位に直接結合することにより、Siamois発現に必要であることを示します。5つのコンセンサスTボックス結合部位のそれぞれの変異分析は、転写開始部位に近い近位部位がVEGTによるSiamoisプロモーターの活性化に不可欠であることを示唆していますが、4つの遠位部位の個々の突然変異は効果がありません。VEGTおよびWNTシグナル伝達も機能的に相互作用し、Siamois発現に相互に必要です。特に、VEGTはTCF1とTCF3およびTCF4ではなく、SIAMOIS発現を誘導するのではなく、TCF1と相乗効果を発揮します。これは、SIAMOISプロモーターのTCF/LEF結合部位または近位Tボックス結合部位とは無関係です。さらに、VEGTが背腹軸の形成における母体のWNTシグナル伝達に協力していることを示すことにより、以前の観察をさらに拡張します。これらの結果は、母体VEGTがSpemannオーガナイザーの形成においてSiamois遺伝子転写を直接調節し、開発中のVEGTとWNTシグナル伝達の間の機能的相互作用の根底にあるメカニズムについてのさらなる洞察を提供することを示しています。

The homeobox gene siamois is one of the earliest genes expressed in the Spemann organizer and plays a critical role in the formation of the dorsoventral axis. It is directly regulated by maternal Wnt signalling and functions as an essential zygotic intermediary between maternal factors and the formation of the Spemann organizer. The maternal T domain transcription factor VegT interacts with Wnt signalling and is also involved in the formation of the Spemann organizer. However, the molecular mechanism of this functional interaction is not fully understood. Here we show that VegT is required for siamois expression through direct binding to the T-box binding sites in the siamois promoter. Mutational analysis of each of the five consensus T-box binding sites suggests that the proximal site close to the transcription start site is essential for activation of siamois promoter by VegT, while individual mutation of the four distal sites has no effect. VegT and Wnt signalling also functionally interact and are mutually required for siamois expression. In particular, VegT synergizes with Tcf1, but not Tcf3 and Tcf4, to induce siamois expression, and this is independent of Tcf/Lef-binding sites or the proximal T-box binding site in the siamois promoter. We further extend previous observations by showing that VegT cooperates with maternal Wnt signalling in the formation of the dorsoventral axis. These results demonstrate that maternal VegT directly regulates siamois gene transcription in the formation of the Spemann organizer, and provide further insight into the mechanism underlying the functional interaction between VegT and Wnt signalling during development.