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生長素響應的轉錄抑制調控網絡
生長素是植物生長發(fā)育過程中的關鍵激素，其信號通路的轉錄調控依賴于ARF（AUXIN RESPONSE FACTOR）。擬南芥中共有23種ARF，其中ARF5、ARF6、ARF7、ARF8和ARF19屬于A型ARFs，這些保守的A型ARFs是生長素響應基因的轉錄激活因子，因而在植物的生長素信號調控中發(fā)揮關鍵作用【1，2】。此外，A型ARFs具有組織特異性表達模式，這可能是導致多樣化生長素響應的關鍵【3】，但是目前尚不清楚A型ARFs表達的調控機制。
2020年11月19日，法國里昂大學（Université de Lyon）Teva Vernoux課題組和英國諾丁漢大學（University of Nottingham）Anthony Bishopp課題組合作在Nature在線發(fā)表了題為A network of transcriptional repressors modulates auxin responses的研究論文，鑒定了A型ARFs基因的轉錄調節(jié)因子并揭示了生長素響應的轉錄抑制調控機制。
該研究通過對A型ARF基因的染色質修飾和開放性分析發(fā)現(xiàn)，所有A型ARF基因座上均幾乎不存在H3K27me3，而存在H3K4me3，并且這些基因座大多具有可及性調控區(qū)域。這種染色質構型使A型ARF基因座在不同組織和發(fā)育階段可以被主動轉錄。
該研究進一步開展了酵母單雜交實驗以鑒定A型ARFs基因的轉錄調控因子，結果發(fā)現(xiàn)了42個之前未報道過的轉錄調節(jié)因子。對候選基因的調控網絡分析表明，單個A型ARFs基因座可能受特定子集的轉錄調節(jié)因子調控。有趣的是，瞬時轉化和表達分析表明，這些轉錄因子大多數(shù)情況下抑制編碼A型ARFs的基因的轉錄。該研究還通過A型ARFs調控因子的突變驗證了這些調節(jié)因子的抑制作用及其組織特異性調控模式。此外，A型ARFs調控網絡的單一基因突變會顯著影響生長素依賴性的植物發(fā)育響應，進一步證明了該調控網絡各個節(jié)點的功能重要性。
綜上所述，該研究表明開放染色質構型使A型ARF表達水平受到轉錄抑制因子網絡的調控，從而調節(jié)植物發(fā)育過程中的生長素輸出。該研究結果加深了我們對生長素信號傳遞網絡的理解。