等位基因分辨的杂交胚胎揭示调控差异的命运

尽管调控差异发生了广泛分化，发育程序仍可保持保守，但这些进化形成的调控差异如何沿胚胎谱系传递，仍不清楚。在此，我们构建了一个具有时间分辨率和等位基因分辨率的海鞘（*Ciona intestinalis* 与 *Ciona savignyi*）杂交胚胎发生单细胞图谱，使得能够沿着明确界定的发育谱系追踪物种间积累的调控差异。我们发现，等位基因差异会以谱系特异性的方式得以维持或发生重塑，其结果与调控来源及等位基因特异性的染色质可及性相关。在多个组织中，等位基因分化沿基因调控网络（GRN）层级由上游调控因子向下游调控因子和效应基因逐步增强。在心咽谱系中，Foxf 展示了等位基因显性如何对高度分化的调控序列提供部分补偿，并由此促成发育系统漂变。总体而言，我们的研究揭示，调控分化会依据谱系背景和基因调控网络层级，在发育过程中进行动态分流。这一谱系分辨的框架为理解在保守胚胎发育程序得以维持的同时，广泛的调控进化如何不断积累，提供了发育学基础。

chen.cao{at}utdallas.edu

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摘要

尽管调控发生了广泛分化，发育程序仍可保持保守；然而，进化形成的调控差异如何沿胚胎谱系传递，仍不清楚。在本研究中，我们构建了海鞘（Ciona intestinalis）与柄海鞘（Ciona savignyi）杂交胚胎的时间分辨、等位基因分辨单细胞图谱，从而能够沿着明确的发育谱系追踪两物种之间积累的调控差异。我们发现，等位基因差异会以谱系特异性的方式得到维持或重塑，其结果与调控元件的起源及等位基因特异性染色质可及性相关。在多个组织中，等位基因分化沿基因调控网络（GRN）的层级由上游调控因子向下游调控因子及效应基因逐步增强。在心咽谱系中，Foxf 展示了等位基因优势如何对高度分化的调控序列产生部分补偿，并由此促进发育系统漂移。总体而言，我们的研究揭示，调控分化会根据谱系背景和基因调控网络层级，在发育过程中动态地进行分流与筛选。这一解析至谱系层面的框架，为理解广泛的调控进化如何在维持保守胚胎程序的同时不断积累，提供了发育学基础。

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R00HD102584

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发布于 2026 年 9 月 15 日。

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《等位基因解析的杂交胚胎揭示调控分化的命运》

Jiali Lei

、

Laurence A. Lemaire

、

Hidehiko Hashimoto

、

Liam Rodman

、

Michael Levine

、

Chen Cao

bioRxiv

2026.09.11.750430；

doi：

https://doi.org/10.64898/2026.09.11.750430

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《等位基因解析的杂交胚胎揭示调控分化的命运》

Jiali Lei

、

Laurence A. Lemaire

、

Hidehiko Hashimoto

、

Liam Rodman

、

Michael Levine

、

Chen Cao

bioRxiv

2026.09.11.750430；

doi：

https://doi.org/10.64898/2026.09.11.750430

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.11.750430v1?rss=1

🏷️ 等位基因分辨 杂交胚胎 单细胞转录组 基因调控网络 发育调控进化