体节发生是脊椎动物(例如,斑马鱼)中重要的发育过程,这一过程中胚胎间叶前中胚层(PSM)的上皮细胞球囊周期性的形成成对的细胞,称为体节。“时钟和波峰模型”的提出阐述了体节形成的关键机制。这一模型提出由于在脊椎动物胚胎PSM区域的Fgf8的浓度梯度的波峰与分节时钟(振荡基因)的相互作用促使这一区域的前体细胞分化为潜在的体节细胞。当体节发生时,Fgf8维持前体节中胚层(PSM)细胞的预分化状态,他的限制性是体节形成的关键。Delta/Notch起始振荡基因在胚胎尾部芽体的表达,随后有节律地促使体节周期性的形成。然而在这一过程中是否存在一个重要的因子同时协调控制体节发生中的Fgf8和Notch信号,目前并没有文献报道。Geminin是一个重要的细胞周期调控因子,在斑马鱼体节发生过程中geminin特异性地在胚胎的尾芽,PSM区域,以及新生成的体节中表达。而geminin的这种表达模式,让我们猜测它在体节发生过程中可能的起着某些作用。为了确定我们的假设,我们合成geminin MO去阻碍斑马鱼胚胎内源性geminin的翻译并下调geminin的功能。当geminin被敲降后,斑马鱼胚胎在原肠胚时期形成了较短的前后轴,而除此之外并没有其他的发育缺陷。当胚胎发育到早期体节形成时期,胚胎发育出现了延迟,细胞出现明显凋亡以及畸形的体节形态,并形成模糊不清的体节边界。之前已经有文献报道称Fgf8在维持PSM区域细胞命运中起着重要的作用。其在PSM区域移植Fgf8球可以维持体轴尾部状态,并且促使发育形成更短的体节。RA与Fgf8被报道在小鼠体节同步构型和体节分节中,是通过两者浓度梯度拮抗来调控的。在这里,我们展示了当geminin功能被阻碍后,斑马鱼胚胎将会形成更为窄小的体节,而这都是因为在PSM和胚胎尾芽的Fgf8浓度梯度去抑制而导致的。在许多物种中,Notch信号的缺失会导致体节发生的紊乱。在geminin MO的胚胎中,体节的边界将不能够合理的形成,而最终导致形成模糊的体节边界和沿前后轴体节极性的紊乱,但是在这一过程中震荡基因的表达却是正常的。在模式动物斑马鱼中,我们通过ChIP实验,荧光素酶报告实验,以及QPCR实验,揭示这些表型是因为geminin/Brg1复合物与mib1内含子3结合发生紊乱导致的。而在其体节发生过程中,后者之间互作并正向调控mib1的转录过程、Notch信号的活性,最终影响体节的分节过程。除此之外,我们还发现在斑马鱼中geminin同时也通过一种非依赖于mib1的方式调控deltaD的表达。总而言之,我们的实验数据,首次解释了geminin在斑马鱼胚胎体节发育过程中的重要作用,geminin在这个过程中通过调控体节发生过程中的两个重要信号通路——Fgf8信号通路和Notch信号通路,从而对胚胎体节发育起到重要调控作用。一方面,通过注射geminin morphlino我们阻断了斑马鱼胚胎中内源性geminin的功能,deltaD和mib1的表达水平因此发生了下调,伴随着Notch信号的关键基因的下调,Notch信号的活性也发生了下调,进一步导致形成紊乱的体节边界或体节边缘的缺失的胚胎表型。而且我们同时还发现,geminin通过与转录因子Brg1形成复合物并且与mib1基因内含子3作用,从而正向调控mib1基因的转录过程,最终对体节发生过程起到调控作用。另一方面,斑马鱼胚胎中内源性geminin缺失功能的过程中,geminin通过直接或者间接的方式影响着胚胎体节发生过程中Fgf8和RA信号通路活性,其中胚胎体节处的fgf8的表达发生上调,而raldh2的表达发生下调,致使沿胚胎PSM区域到尾芽区域的Fgf8活性被抑制,最终形成沿前后轴方向变得相对与Con MO胚胎更为窄小的体节。最后我们得出结论,在斑马鱼胚胎体节发育过程中,geminin通过调控体节发生中的Fgf8信号和Notch信号通路的活性,从而参与协调体节分节和发生过程。