3 minutes to precisely measure morphogen concentration
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Morphogen gradients provide concentration-dependent positional information along polarity axes. Although the dynamics of establishment of these gradients is well described, precision and noise in the downstream activation processes remain elusive. A simple paradigm to address these questions is the Bicoid morphogen gradient that elicits a rapid step-like transcriptional response in young fruit fly embryos. Focusing on the expression of the main Bicoid target, hunchback ( hb ), at the onset of zygotic transcription, we used the MS2-MCP approach which combines fluorescent labeling of nascent mRNA with live imaging at high spatial and temporal resolution. Removing 36 putative Zelda binding sites unexpectedly present in the original MS2 reporter, we show that the 750 bp of the hb promoter are sufficient to recapitulate endogenous expression at the onset of zygotic transcription. After each mitosis, in the anterior, expression is turned on to rapidly reach a plateau with all nuclei expressing the reporter. Consistent with a Bicoid dose-dependent activation process, the time period required to reach the plateau increases with the distance to the anterior pole. Remarkably, despite the challenge imposed by frequent mitoses and high nuclei-to-nuclei variability in transcription kinetics, it only takes 3 minutes at each interphase for the MS2 reporter loci to measure subtle differences in Bicoid concentration and establish a steadily positioned and steep (Hill coefficient ~ 7) expression boundary. Modeling based on cooperativity between the 6 known Bicoid binding sites in the hb promoter region and assuming rate limiting concentrations of the Bicoid transcription factor at the boundary is able to capture the observed dynamics of pattern establishment but not the steepness of the boundary. This suggests that additional mechanisms are involved in the steepness of the response.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,017 | 0,005 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».