
The researchers, led by Howard Hughes Medical Institute (HHMI) investigator Leonard I. Zon and HHMI associate Alan J. Davidson at Children's Hospital, Boston, published their findings in the September 18, 2003, issue of the journal Nature. Zon and Davidson collaborated with researchers at Dana-Farber Cancer Institute, the Whitehead Institute for Biomedical Research at MIT, the Max Planck Institute for Developmental Biology in Germany and the University of Rochester.	У эмбрионов рыбок данио с мутацией kugelig (kgg) развивается летальная анемия помимо уродливого хвоста. "After evaluating the kgg mutant for blood-forming stem cells, we realized that its mutation seemed to affect the genetic program for creating blood cells," говорит Zon. "The program for making blood vessels looked perfectly normal, but there seemed to be some specificity there that made us want to explore this mutant further." Исследователи отслеживали генетический дефект у мутантных kgg рыбок до гена, названного cdx4. Этот ген является членом семейства генов "caudal", которые, как было установлено др. исследователями, являются регуляторами ключевой сюиты генов, назвывемых hox генами, которые контролируют развитие. Но ещё "nobody had thought about this combination of caudal genes and hox genes as regulating stem cells, and in particular blood stem cells," отмечает Zon. Когда исследователи элиминировали cdx4 из нормальных рыбок данио, то они наблюдали те же самые дефекты, которые они видели у мутантов kgg. Напротив инъекции нормального cdx4 гена мутантам kgg "устраняли" у них дефект. При избыточной экспрессии различных членов семейства hox у мутантных рыбок было выявлено, что некоторые из hox генов восстанавливают кровеообразование у kgg рыбок данио. "So it seems as if there are specific hox genes that actually regulate blood cells, and others that aren't so important," говорит Zon. "By doing those sets of experiments, we were able to say definitively that cdx4 controlled some hox genes, and that it regulated blood development." В дальнейших тестах попытались определить регуляторную роль cdx4, для этого вызывали избыточную экспрессию cdx4 у нормальных рыбок данио. "We found that the middle part of the embryo, or mesoderm, which does not normally consist of blood cells, converted to blood cells," говорит Zon. "So, we demonstrated that overexpressing cdx4 changed hox gene expression, and also altered the fate of this mesoderm to actually become blood-forming," добавляет он. "That was a real surprise, because for years we had been looking for some regulatory factor that would actually change the middle part of the embryo into blood, altering its fate, but we hadn't been able to find such a component," заявил он. Чтобы распространить свои находки на млекопитающих, исследователи изучали Cdx4/Hox machinery в мышиных эмбриональных кровь-формирующих стволовых клетках. Они нашли, что избыточная экспрессия Cdx4 в эмбриональных стволовых клетках мышей меняет экспрессию мышиных Hox генов и вызывает выраженную экспансию количества клеток гематопоэтических предшественников. "We know that a human cousin of cdx4, called CDX2, produces leukemia when it fuses to a gene called TEL," говорит Zon. Он и его коллеги верят, что это слияние нарушает нормальную HOX-регулирующую функцию клеток и трансформирует их в лейкемические клетки. Сходным образом ген MLL, который участвует в аномальном слиянии белков, участвует в возникновении лейкемии, также м.б. связанным с cdx4/hox сигнальной machinery. "So, we believe there is a subset of leukemias that are caused by MLL fusions, CDX fusions, and even HOX fusions," говорит Zon. "Now, with this zebrafish system, we can really begin to understand the role that the specific hox and cdx genes play during normal hematopoietic development. We can introduce the genes one by one into the kgg mutant and test whether and how they participate in such development."

У эмбрионов рыбок данио с мутацией kugelig (kgg) развивается летальная анемия помимо уродливого хвоста.

"After evaluating the kgg mutant for blood-forming stem cells, we realized that its mutation seemed to affect the genetic program for creating blood cells," говорит Zon. "The program for making blood vessels looked perfectly normal, but there seemed to be some specificity there that made us want to explore this mutant further."

Исследователи отслеживали генетический дефект у мутантных kgg рыбок до гена, названного cdx4. Этот ген является членом семейства генов "caudal", которые, как было установлено др. исследователями, являются регуляторами ключевой сюиты генов, назвывемых hox генами, которые контролируют развитие. Но ещё "nobody had thought about this combination of caudal genes and hox genes as regulating stem cells, and in particular blood stem cells," отмечает Zon.

Когда исследователи элиминировали cdx4 из нормальных рыбок данио, то они наблюдали те же самые дефекты, которые они видели у мутантов kgg. Напротив инъекции нормального cdx4 гена мутантам kgg "устраняли" у них дефект.

При избыточной экспрессии различных членов семейства hox у мутантных рыбок было выявлено, что некоторые из hox генов восстанавливают кровеообразование у kgg рыбок данио.

"So it seems as if there are specific hox genes that actually regulate blood cells, and others that aren't so important," говорит Zon. "By doing those sets of experiments, we were able to say definitively that cdx4 controlled some hox genes, and that it regulated blood development."

В дальнейших тестах попытались определить регуляторную роль cdx4, для этого вызывали избыточную экспрессию cdx4 у нормальных рыбок данио. "We found that the middle part of the embryo, or mesoderm, which does not normally consist of blood cells, converted to blood cells," говорит Zon. "So, we demonstrated that overexpressing cdx4 changed hox gene expression, and also altered the fate of this mesoderm to actually become blood-forming," добавляет он.

"That was a real surprise, because for years we had been looking for some regulatory factor that would actually change the middle part of the embryo into blood, altering its fate, but we hadn't been able to find such a component," заявил он.

Чтобы распространить свои находки на млекопитающих, исследователи изучали Cdx4/Hox machinery в мышиных эмбриональных кровь-формирующих стволовых клетках. Они нашли, что избыточная экспрессия Cdx4 в эмбриональных стволовых клетках мышей меняет экспрессию мышиных Hox генов и вызывает выраженную экспансию количества клеток гематопоэтических предшественников.

"We know that a human cousin of cdx4, called CDX2, produces leukemia when it fuses to a gene called TEL," говорит Zon. Он и его коллеги верят, что это слияние нарушает нормальную HOX-регулирующую функцию клеток и трансформирует их в лейкемические клетки. Сходным образом ген MLL, который участвует в аномальном слиянии белков, участвует в возникновении лейкемии, также м.б. связанным с cdx4/hox сигнальной machinery.

"So, we believe there is a subset of leukemias that are caused by MLL fusions, CDX fusions, and even HOX fusions," говорит Zon. "Now, with this zebrafish system, we can really begin to understand the role that the specific hox and cdx genes play during normal hematopoietic development. We can introduce the genes one by one into the kgg mutant and test whether and how they participate in such development."