Neuron-Specific Expression of Scratch Genes during Early Zebrafish Development

Dam, Thi-Minh-Tho; Kim, Hyun-Taek; Moon, Hyun-Yi; Hwang, Kyu-Seok; Jeong, Yun-Mi; You, Kwan‐Hee; Lee, Jeong-Soo; Kim, Cheol-Hee

doi:10.1007/s10059-011-0052-4

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“…Whole-mount in situ hybridization was performed as previously described (Dam et al, 2011). Antisense riboprobes were transcribed from cDNA for zebrafish notch3 and jagged1a.…”

Section: Whole-mount In Situ Hybridizationmentioning

confidence: 99%

Her4-Positive Population in the Tectum Opticum Is Proliferating Neural Precursors in the Adult Zebrafish Brain

Jung

Kim

Ryu

et al. 2012

Molecules and Cells

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Previous studies have shown that Notch signaling not only regulates the number of early differentiating neurons, but also maintains proliferating neural precursors in the neural tube. Although it is well known that Notch signaling is closely related to the differentiation of adult neural stem cells, none of transgenic zebrafish provides a tool to figure out the relationship between Notch signaling and the differentiation of neural precursors. The goal of this study was to characterize Her4-positive cells by comparing the expression of a fluorescent Her4 reporter in Tg[her4-dRFP] animals with a GFAP reporter in Tg[gfap-GFP] adult zebrafish. BrdU incorporation indicated that dRFP-positive cells were proliferating and a double labeling assay revealed that a significant fraction of the Her4-dRFP positive population was also GFAP-GFP positive. Our observations suggest that a reporter line with Notch-dependent gene expression can provide a tool to examine proliferating neural precursors and/or neuronal/glial precursors in the development of the adult nervous system to examine the model in which Notch signaling maintains proliferating neural precursors in the neural tube.

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“…Whole-mount in situ hybridization was performed as previously described (Dam et al, 2011). Antisense riboprobes were transcribed from cDNA for zebrafish notch3 and jagged1a.…”

Section: Whole-mount In Situ Hybridizationmentioning

confidence: 99%

Her4-Positive Population in the Tectum Opticum Is Proliferating Neural Precursors in the Adult Zebrafish Brain

Jung

Kim

Ryu

et al. 2012

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“…Além disso, o domínio de expressão de cScrt2 é complementar ao de SCG10, um marcador neural de diferenciação tardia (Vieceli et al, 2013). Um padrão de expressão semelhante pode ser observado em embriões de peixes e camundongos, nos quais Scrt2 é consistentemente associado à células progenitoras neurais que estão deixando a proliferação (Dam et al, 2011;Marín, Nieto, 2006). A presença de cScrt2 na camada imediatamente externa à zona proliferativa sugere que a ativação da sua expressão pode ser controlada por fatores de transcrição presentes na região subventricular.…”

Section: Cscrt2 -Um Fator De Transcrição Pós-mitóticounclassified

“…Foi visto que, assim como em Drosophila, no teleósteo Danio rerio (Dam et al, 2011), Scrt está relacionado à prevenção da morte celular. A ligação de Scrt2 em sítios E-box no íntron do gene Puma, envolvido na apoptose de células neurais, reprime sua expressão e consequentemente tem um efeito protetor contra a morte celular (Rodríguez-Aznar, Nieto, 2011).…”

Section: Scratch2 No Desenvolvimento Neuralunclassified

“…A outra extremidade, a região N-terminal, também é conservada, apresentando o domínio SNAG em vertebrados (Grimes et al, 1996;Nakakura et al, 2001), em Snail1 de equinodermos e cefalocordados (Langeland et al, 1998) e em Scratch de Drosophila (Roark et al, 1995). Este domínio é necessário para que Scrt atue como repressor transcricional (Dam et al, 2011;Grimes et al, 1996). E ainda, o que diferencia a família Scratch das outras proteínas da família Snail é a presença do domínio conservado SCRATCH entre o domínio SNAG e zinc-finger ( Fig.…”

Section: Estrutura Gênica Codificante E Disposição Genômicaunclassified

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Regulação da expressão do gene cScratch2 na embriogênese neural.

Goes¹,

Yan²

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O desenvolvimento neural inicia-se através da neurulação. Com o fechamento do tubo neural, forma-se uma camada de células proliferativas que caracterizam a zona ventricular. A transição de uma célula proliferativa para o estado pós-mitótico é um processo intensamente regulado através de genes proneurais. Os eventos posteriores de diferenciação são regidos por uma cascata molecular bem definida, que também está intimamente ligada ao processo de migração neural. Dentre os genes de diferenciação, Scratch2 (Scrt2) é um fator de transcrição expresso em células neurais recém-egressas do ciclo mitótico, responsável pela sobrevivência, diferenciação e migração. cScrt2 é expresso em uma população bastante restrita de células na camada interna da zona intermediária do tubo neural de embriões de galinha, e este padrão se mantém conservado em outros vertebrados. Apesar disso, o mecanismo de regulação de sua transcrição permanece desconhecido. Como tal, a ausência de Scrt2 na região subventricular e ventricular sugere que sua expressão possa ser controlada por fatores de transcrição presentes nestas regiões. Neste trabalho, nós buscamos por potenciais elementos cis-regulatórios na região gênômica de cScrt2 e por possíveis sítios de ligação para fatores de transcrição. Nós testamos a função biológica da região cis-regulatória intrônica através de eletroporação de um plasmídeo repórter em embrião de galinha. A região cis-regulatória candidata à enhancer de cScrt2 eletroporada no tubo neural, levou à expressão de eGFP no tubo neural, contudo, não simulou o padrão de expressão do cScrt2 endógeno. Estes dados sugerem que a região cis-regulatória candidata contribui com o controle da expressão de cScrt2, mas que talvez também necessite da interação com outras regiões regulatórias. Nós também verificamos o papel dos fatores de transcrição mAsh1, cPax6, cNgn2 e Brn na regulação da expressão de cScrt2 através da superexpressão destes fatores no tubo neural de galinhas em desenvolvimento. As análises da expressão gênica foram realizadas através de qPCR e hibridação in situ. mAsh1 levou a um leve aumento na expressão de cScrt2 endógeno, visto através da hibridação in situ. Já a superexpressão de cPax6 e mBrn-Eng reduziu os níveis de cScrt2, com Brn apresentando efeitos mais severos. Por fim, nós propomos que Brn possa inibir a transcrição de cScrt2 indiretamente através de cNgn2 ou mediante sua ligação direta aos elementos cis de cScrt2. The morphological aspects of neural development start with neurulation. The closed neural tube contains a layer of proliferating cells that characterize the ventricular zone. The transition from a proliferative to a post-mitotic state is a process strongly regulated by proneural genes. The posterior differentiation events are controlled by a well-defined molecular cascade, which is also closely linked to the neural migration process. Scratch2 (Scrt2) is a transcription factor expressed in early post-mitotic neural cell responsible for survival, differentiation and migration. cScrt2 is expressed in a ve...

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“…Na outra extremidade, há a presença conservada do domínio SNAG presente em vertebrados (Grimes et al,1996;Eric K. Nakakura et al,2001), em Snail1 de equinodermos e cefalocordados (Langeland et al,1998) e em Scratch de Drosophila (Roark et al,1995). Este domínio é necessário para que Scrt atue como repressor transcricional (Grimes et al,1996;Dam et al,2011). E ainda, o que diferencia a família Scratch das outras proteínas da família Snail é a presença do domínio SCRATCH entre os domínios SNAG e zinc-finger (Fig.…”

Section: Scratch2 No Desenvolvimento Neuralunclassified

Regulação pré- e pós-transcricional do gene Scratch2 durante a neurogênese no tubo neural posterior.

Goes¹

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Goes, CP. Pre-and Post-transcriptional Regulation of cScratch2 during neurogenesis in the posterior neural tube. [Doctoral thesis (Systems Biology)]. Instituto de Ciências Biomédicas, Universidade de São Paulo, São Paulo; 2019. Scratch2 is a transcription factor expressed in early post-mitotic neural cells that has a conserved role in survival, differentiation and migration. Scrt2 is expressed in a very restricted population of cells in the inner layer of the intermediate zone in the chick embryo, and this pattern remains conserved in vertebrates. The mechanisms that control its expression remain unknown and could contribute towards to our understanding of gene regulation during neural differentiation. Here we investigate the pre (enhancers and transcription factors) and posttranscriptional (miRNAs) regulatory mechanisms involved in Scrt2 regulation. We performed an in silico analysis and identified 1) a potential conserved cis-element (E1) in both chicken and mouse genome that could be involved in Scrt2 expression; 2) Ascl1, Brn2 and Sox2 as putative upstream TFs in the gene cascade, and 3) binding sites in the Scrt2 3'UTR for miR-125b, -200b, -429, -211 and -204. We tested the biological function of the candidate regulatory region E1 and 3'UTR through electroporation in chick embryos. Modulation of E1driven transcription via TFs was tested in luciferase reporter assay in HEK293T cells. We also performed Chromosome Conformation Capture (3C) to verify interactions between E1 and cScrt2 promoter and CRISPR/Cas9 methodology to edit E1 and miRNAs target sites in cScrt2 3'UTR. Our results indicate that E1 is a neural enhancer, driving Scrt2 expression, possibly in the equatorial neural tube domain. The overexpression of selected TFs in the neural tube increased cScr2 expression in the dorsal portion of the neural tube and decreased the size of some differentiated cells subpopulations in the neural tube. Moreover, the CRISPR-mediated edition of miRNAs target sites increased Scrt2 expression, suggesting a possible role for miR-125b and -200b in post-transcriptional regulation of cScrt2. In conclusion, we propose that Scrt2 expression domain is generated by the conjunction of pre and post-transcriptional regulatory mechanisms. In this scenario, E1 could modulate cScrt2 transcription through Ascl1 and Brn2 transcription factors. After transcription, the levels of cScrt2 transcripts would be further delimited by the binding of miR-125b and -200b in the 3'UTR.

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Neuron-Specific Expression of Scratch Genes during Early Zebrafish Development

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Regulação da expressão do gene cScratch2 na embriogênese neural.

Regulação pré- e pós-transcricional do gene Scratch2 durante a neurogênese no tubo neural posterior.

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