Gene Regulatory
Networks
基因调控网络
作者：Isabelle S. Peter
出版：Academic Press
索书号：Q343.1/G326p/2020/ Y
ISBN: 978-0-12-813180-0
藏书地点:武大外教中心
《基因调控网络》，《发育生物学当前主题》系列的第139卷，突出了该领域的新进展，这一新卷呈现了由国际作者委员会撰写的有趣章节。这次发布的主题包括小鼠后脑GRN，爪蟾内胚层GRN -器官发生，脊椎动物肢体GRN，脊索动物进化中的脊索基因调控网络:Ciona到脊椎动物的保守和分化，Ciona早期胚胎GRN，布尔逻辑模型，对形态发生梯度的GRN响应建模，GRN结构，GRN进化理论，果蝇分割GRN的进化，棘皮动物GRN的进化，网络特异性的进化，等等。
Ascidian胚胎被用作发育生物学中的模型系统，因为它们具有独特的性质，包括其不变的细胞分裂模式，由少量的细胞和组织组成，其实验操作的可行性以及它们简单而紧凑的基因组。这些特性为在单细胞分辨率和全基因组范围内检查基因调控网络提供了机会。本文总结了每个调控基因在早期腹腔胚中表达的时间和位置，以及基因调控网络解释每个基因表达的程度。
几十年来，非洲爪蟾胚胎的早期发育一直是研究控制细胞规格的基因调控机制的重要模型系统。在基因调控网络的顶层，母体沉积的转录因子启动这一过程并调节合子基因的表达，这些合子基因产生三种独特的生殖层细胞类型（外胚层，中胚层和内胚层），以及随后的器官前体生成。胚层规格的开始也与染色质修饰相关的变化密切相关。本文将探讨母体转录因子启动合子基因组激活的时间、胚胎染色质的表观遗传特征以及控制该过程的网络结构。
脊椎动物肢体芽的生长和模式由两个指导性信号中心控制，即顶端外胚层嵴（AER）和后肢芽间充质的极化区域。肢体芽发育的分子分析已经确定了一个自我调节信号系统，该系统在AER和间充质之间运行，并协调肢体芽生长和模式化的动态进展。本文的第一个重点是基因调控网络（GRNs）和相互作用，它们控制前肢和后肢场沿原体轴的定位，建立初始轴极性并控制信号中心的精确定位。这些早期过程主要通过激活和抑制在特定领域表达的转录调节剂类型之间的相互作用来控制。第二个重点涉及GRN之间的动态相互作用，这些GRN通过响应来自自调节肢体芽信号系统的输入来控制肢体芽的模式和生长。最后一部分描述了调节数字形态发生的GRN相互作用和控制数字射线模式周期性的图灵型系统。本综述强调了在综合分析和理解形态调节系统方面取得的重大进展，这些系统在时间和空间上协调了脊椎动物肢体芽的模式和生长。
果蝇视觉系统集成了来自800个卵子的输入，并在刻板连接的视神经节中提取不同的特征。果蝇视觉系统的发展由基因调控网络控制，该网络控制前体细胞的数量，通过整合时空信息产生神经元多样性，协调视网膜和视叶细胞分化的时间，并确定每种细胞类型的不同突触靶点。在本章中，我们描述了参与视觉系统不同部分发展的已知基因调控网络，并探索了这些基因网络中的一般组成部分。最后，我们讨论了苍蝇视觉系统作为单细胞转录组学时代基因调控网络发现模型的优势。
感觉斑块和神经嵴细胞是促进脊椎动物在整个进化过程中出现和多样化的关键细胞群之一。它们共同在头部产生感觉神经系统：两者都形成颅感觉神经节，而斜视细胞对感觉器官（眼睛，耳朵和嗅觉上皮）做出重大贡献。两者都有助于整合颅面器官，并且是驱动脊椎动物头部感觉结构集中的关键，从而允许出现活跃和掠食性生命形式。虽然控制神经嵴细胞发育的基因调控网络已经被广泛研究，但调节斑块形成和多样性的信号和下游转录事件才刚刚开始被发现。这两个细胞群都来源于胚胎外胚层，胚层也产生中枢神经系统和表皮，最近的证据表明，在建立明确的神经，神经嵴和石膏谱系之前，它们的初始规格涉及共同的分子机制。在这篇综述中，我们将首先讨论胚胎外胚层的转录网络，并建立这三种细胞的命运，重点是感觉斑驳。其次，我们将以耳-上臂祖细胞的规格及其分离为例，重点研究感觉斑块前体如何多样化。
在脊椎动物中，后脑作为高度保守的复杂协调中心，用于调节中枢神经系统的许多基本活动，如呼吸节律，睡眠模式和平衡，并且在颅面发育中也起着重要作用。作为后脑及其神经嵴衍生物的各种功能基础的基本平面图是通过分割过程建立和图案化的。通过一系列动态的信号和调节相互作用，发育中的后脑被短暂地划分为一组七个节段单元，称为菱形。Hox家族转录因子的嵌套表达与分割过程紧密耦合，并为指定后脑及其神经嵴衍生的颅面结构的独特区域性质提供了分子代码。不同脊椎动物之间后脑结构的高度相似性使得跨物种监管分析成为可能。这促进了信号传导和调控相互作用的实验组装，这是分割过程的基础，成为Hox依赖性基因调控网络（GRN）模型。这种后脑GRN是头部模式的关键调节特征，对脊椎动物进化的基础是保守的。该监管框架还作为比较和对比控制颅神经嵴形成和轴向模式的GRN的基础，并提供对与新型脊椎动物性状进化相关的调节机制的见解。本综述旨在讨论GRN在后脑分割方面的主要特征及其与后脑在头部发育模式中更广泛的功能作用的关系。
《基因调控网络》一书于2020年由Academic Press出版，作者是Isabelle S. Peter。
《基因调控网络》一书中，研究人员介绍了基因调控网络的基本概念，重点是最近的技术发展，讨论的主题主要包括十三个章节。《基因调控网络》一书从各个方面讲解了基因调控网络的基础内容和研究方法，旨在为想要进一步研究基因调控网络的研究人员提供简明易懂的介绍以及方法技术指导。
《基因调控网络》一书作为基因调控网络专业研究读物，观点新颖独到，内容饱满详实、语言浅显易懂，除此之外，还包括一些其他的特点：
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2、每个章节都是由相关领域的专业人士所撰写，因此，本书讲解既详细又专业，读者能够从中了解到基因调控网络相关的专业知识以及最新的前沿进展。
总的说来，《基因调控网络》一书为想要了解基因调控网络的研究方法的人员提供了清晰的导读路径，作为基因调控网络领域的一本前沿研究图书，是一本值得为想要涉足该领域的人员推荐的专业书籍。
本书目录：
1. 佐藤
丰2号胚胎细胞命运规范的
基因调控网络。早期非洲爪蟾基因调控计划、染色质状态和母体转录因子
的作用 基特·帕拉伊索、金S.赵、杨俊秀和健伟玉乔
3.基因调控网络之间的动态和自调节相互作用控制脊椎动物肢体芽形态发生
艾梅·祖尼加和罗尔夫·泽勒
4。果蝇视觉系统
发育过程中的基因调控网络 陈彦忠和克劳德·德斯普兰
5.在脊椎动物头部
亚历山大·蒂耶里，艾琳·莱蒂西亚·布兹和安德烈亚·斯特雷特
6的周围神经系统发育过程中的细胞命运决定。用于后脑分割
的霍克斯基因调控网络 雨果 J. 帕克和罗伯 E. 克鲁姆劳夫
7.细胞命运规范的逻辑建模——应用于T细胞承诺
伊丽莎白·卡塞、塞缪尔·科伦贝特和丹尼斯·蒂弗里
8。基因调控网络中的抑制性相互作用：当你别无选择
时，M. Joaquina
Delás和詹姆斯·布里斯科
9.发育基因调控网络
中架构和逻辑的功能 伊莎贝尔 S. Peter
10.基因调控网络的进化模式果蝇胚泡
阿里尔D.奇普曼
11。脊索动物进化中的公证基因调控网络：从西奥纳到脊椎动物的
保护和分化安娜·迪·格雷戈里奥
12。关于基因调控网络的个体性：网络重用如何影响随后的进化？
伊登·麦奎因和马克·雷贝斯
13.基因调控
的进化动态道格拉斯·欧文
林岚 武汉大学生命科学学院 博士研究生