Transcriptome Analysis of Zyxin Cytoskeletal Protein Levels Influence on Metabolism and Signaling Pathways in a Model of Xenopus laevis Embryos

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Zyxin is a cytoskeletal protein that plays a crucial role in the assembly and restoration of actin filaments. Research conducted in our laboratory utilizing a model of Xenopus laevis embryos has demonstrated that Zyxin is significantly involved in gene expression regulation and the process of cell differentiation. In recent years, we have acquired compelling data that suggest the capacity of this mechanosensitive protein to participate in mechanisms that link morphogenetic movements to the expression of genes responsible for the formation of axial structures and the maintenance of stem cell status during the intricate process of embryogenesis, which is pivotal in the life cycle of any organism. In this article, we present the latest findings from our investigation into the genes, signaling pathways, and biological processes that are regulated in conjunction with the activity of Zyxin. To conduct this study, high-throughput sequencing of mRNA pools from X. laevis embryonic cells at the neurula stage was performed. This analysis included samples exhibiting normal Zyxin function, as well as those with increased or suppressed Zyxin function, induced by morpholino oligonucleotides. The application of bioinformatics analysis enabled us to identify Zyxin-dependent signaling pathways and biological processes that are essential for embryogenesis from a comprehensive dataset of genes. Our results indicate that the suppression of Zyxin expression leads to alterations in the expression profiles of genes involved in more than 16 distinct signaling cascades and impacts 27 biological processes. Notably, the most pronounced effects were observed in processes associated with morphogenesis and gene expression. The findings of this study hold significant fundamental implications. Investigating Zyxin role in transducing mechanical stimuli to the gene expression machinery is vital for understanding the coordination between biomechanics and differentiation during embryogenesis. Furthermore, this research may pave the way for utilizing Zyxin as a potential diagnostic marker for various diseases.

About the authors

E. A Parshina

Shemyakin–Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia

A. G Zaraisky

Shemyakin–Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia

N. Y Martynova

Shemyakin–Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences

Email: martnat61@gmail.com
Moscow, Russia

References

  1. Martynova N.Y., Eroshkin F.M., Ermolina L.V., Ermakova G.V., Korotaeva A.L., Smurova K.M., Gyoeva F.K., Zaraisky A.G. // Dev. Dyn. 2008. V. 237. P. 736–749. https://doi.org/10.1002/dvdy.21471
  2. Martynova N.Y., Ermolina L.V., Eroshkin F.M., Gioeva F.K., Zaraisky A.G. // Russ. J. Bioorg. Chem. 2008. V. 34. P. 513–516. https://doi.org/10.1134/S1068162008040183
  3. Martynova N.Y., Ermolina L.V., Ermakova G.V., Eroshkin F.M., Gyoeva F.K., Baturina N.S., Zaraisky A.G. // Dev. Biol. 2013. V. 380. P. 37–48. https://doi.org/10.1016/j.ydbio.2013.05.005
  4. Martynova N.Y., Ermolina L.V., Eroshkin F.M., Zaraisky A.G. // Russ. J. Bioorg. Chem. 2015. V. 41. P. 1–5. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27125030
  5. Martynova N.Y., Parshina E.A., Eroshkin F.M., Zaraisky A.G. // Russ. J. Bioorg. Chem. 2020. V. 46. P. 530–536. https://doi.org/10.31857/S013234232004020X
  6. Parshina E.A., Eroshkin F.M., Orlov E.E., Gyoeva F.K., Shokhina A.G., Staroverov D.B., Belousov V.V., Zhigalova N.A., Prokhortchouk E.B., Zaraisky A.G., Martynova N.Y. // Cell Rep. 2020. V. 33. P. 108396. https://doi.org/10.1016/j.celrep.2020.108396
  7. Parshina E.A., Orlov E.E., Zaraisky A.G., Martynova N.Y. // Int. J. Mol. Sci. 2022. V. 23. P. 5627. https://doi.org/10.3390/ijms23105627
  8. Martynova N.Y., Parshina E.A., Zaraisky A.G. // FEBS J. 2021. V. 290. P. 66–72. https://doi.org/10.1111/febs.16308
  9. Parshina E.A., Zaraisky A.G., Martynova N.Y. // Russ. J. Bioorg. Chem. 2024. V. 50. P. 338–344. https://doi.org/10.31857/S0132342324030133
  10. Huang D.W., Sherman B.T., Lempicki R.A. // Nat. Protoc. 2009. V. 4. P. 44–57. https://doi.org/10.1038/nprot.2008.211
  11. Hirota T., Morisaki T., Nishiyama Y., Marumoto T., Tada K., Hara T., Masuko N., Inagaki M., Hatakeyama K., Saya H. // J. Cell Biol. 2000. V. 149. P. 1073–1086. https://doi.org/10.1083/jcb.149.5.1073
  12. Zhou J., Zeng Y., Cui L., Chen X., Stauffer S., Wang Z., Yu F., Lele S.M., Talmon G.A., Black A.R., Chen Y., Dong J. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2018. V. 115. P. E6760–E6769. https://doi.org/10.1073/pnas.1800621115
  13. Brunet A., Bonni A., Zigmond M.J., Lin M.Z., Juo P., Hu L.S., Anderson M.J., Arden K.C., Blenis J., Greenberg M.E. // Cell. 1999. V. 96. P. 857–868. https://doi.org/10.1016/s0092-8674(00)80595-4
  14. Dijkers P.F., Medema R.H., Lammers J.W., Koenderman L., Coffer P.J. // Curr. Biol. 2000. V. 10. P. 1201– 1204. https://doi.org/10.1016/s0960-9822(00)00728-4
  15. Lee S.S., Kennedy S., Tolonen A.C., Ruvkun G. // Science. 2003. V. 300. P. 644–647. https://doi.org/10.1126/science.1083614
  16. Lee J.W., Hur J., Kwon Y.W., Chae C.W., Choi J.I., Hwang I., Yun J.Y., Kang J.A., Choi Y.E., Kim Y.H., Lee S.E., Lee C., Jo D.H., Seok H., Cho B.S., Baek S.H., Kim H.S. // J. Hematol. Oncol. 2021. V. 14. P. 148. https://doi.org/10.1186/s13045-021-01147-6
  17. Liang X., Ding Y., Zhang Y., Chai Y.H., He J., Chiu S.M., Gao F., Tse H.F., Lian Q. // Cell Death Dis. 2015. V. 6. P. e1765. https://doi.org/10.1038/cddis.2015.91

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».