遺傳發育所茉莉酸信號通路轉錄調控機理研究獲進展

2020-08-15 中國青年報

激素在植物生長發育和對環境適應性的調控中發揮重要作用。茉莉酸、生長素、赤黴素、水楊酸等植物激素的受體定位於細胞核內，與轉錄調控緊密偶聯。因此，解析激素信號介導的轉錄調控網絡對於理解植物激素信號的動態響應過程及作用機理具有重要意義。轉錄中介體（Mediator）是真核生物中高度保守、由多個亞基組成的蛋白複合體，在轉錄調控中發揮調控作用，被稱為真核生物基因轉錄的「中央控制器」。

中國科學院遺傳與發育生物學研究所植物基因組學國家重點實驗室李傳友研究組致力於茉莉酸信號途徑的轉錄調控機理研究，發現Mediator亞基MED25在茉莉酸信號途徑轉錄調控的各層面都發揮作用。MED25與茉莉酸信號途徑的核心轉錄因子MYC2互作，將Pol II招募到MYC2靶標啟動子區，實現Pol II調控茉莉酸響應基因轉錄的特異性（Chen et al., 2012,Plant Cell）；MED25與茉莉酸信號途徑中的遺傳和表觀遺傳因子互作，包括茉莉酸受體COI1、組蛋白乙醯轉移酶HAC1、轉錄共激活子LUH以及剪切因子PRP39a/40a等，調控茉莉酸信號轉導過程中核受體的激活、遺傳因子和表觀遺傳因子的整合、轉錄輸出信號的級聯放大和適時終止、染色質環的形成等（An et al., 2017; Du et al., 2017,Plant Cell; You et al., 2019,Plant Cell; Liu et al., 2019,Plant Cell; Wang et al., 2019,Nature Plants; Wu et al., 2020,Plant Cell）。該研究是茉莉酸信號轉導機理的重要發現，也為研究其它激素信號通路的轉錄調控機理提供借鑑。

近日，李傳友受邀在Current Opinion in Plant Biology撰寫題為Mediator Subunit MED25: At the Nexus of Jasmonate Signaling（DOI:10.1016/j.pbi.2020.06.006）的綜述文章，總結近年來MED25在調控茉莉酸信號轉導過程中的作用，探討MED25調控植物激素信號介導的轉錄調控機理，提出未來植物Mediator調控激素信號途徑的研究方向。李傳友研究組副研究員翟慶哲為該論文的第一作者，助理研究員鄧磊共同參與論文撰寫，李傳友為論文通訊作者。研究工作得到國家自然科學基金委、中國科學院青年創新促進會的資助。

MED25調控茉莉酸信號激活、放大和終止的動態過程

來源：中科院

相關焦點

  • 遺傳發育所茉莉酸信號通路轉錄調控機理研究獲進展
    激素在植物生長發育和對環境適應性的調控中發揮重要作用。茉莉酸、生長素、赤黴素、水楊酸等植物激素的受體定位於細胞核內，與轉錄調控緊密偶聯。因此，解析激素信號介導的轉錄調控網絡對於理解植物激素信號的動態響應過程及作用機理具有重要意義。
  • 茉莉酸信號通路轉錄調控機理研究獲進展
    激素在植物生長發育和對環境適應性的調控中發揮重要作用。茉莉酸、生長素、赤黴素、水楊酸等植物激素的受體定位於細胞核內，與轉錄調控緊密偶聯。因此，解析激素信號介導的轉錄調控網絡對於理解植物激素信號的動態響應過程及作用機理具有重要意義。
  • 綜述|茉莉酸信號通路轉錄調控機理
    茉莉酸、生長素、赤黴素、水楊酸等多種植物激素的受體都定位於細胞核內，且與轉錄調控緊密偶聯。因此，深入解析激素信號介導的轉錄調控網絡對於人們全面理解植物激素信號的動態響應過程及作用機理具有重要意義。轉錄中介體（Mediator）是真核生物中高度保守的由多個亞基組成的蛋白複合體，在轉錄調控的多個層面發揮調控作用，被稱為真核生物基因轉錄的「中央控制器」。
  • 遺傳發育所等發現增強子調控茉莉酸信號途徑的機理
    中國科學院遺傳與發育生物學研究所李傳友研究組與王秀傑研究組、山東農業大學趙久海研究組合作，系統鑑定了參與茉莉酸信號途徑的增強子並揭示了其作用機理。防禦激素茉莉酸通過啟動全基因組範圍內的轉錄重編程調控植物免疫和適應性生長。李傳友研究組前期的研究發現茉莉酸介導的轉錄重編程主要由核心轉錄因子MYC2控制，而MYC2的功能取決於其與中介體亞基MED25的相互作用。
  • 轉錄中介體複合物調控茉莉酸信號途徑
    在基因轉錄過程中，轉錄中介體分別與基因特異的轉錄因子和RNA聚合酶II相互作用，廣泛參與二者之間的信息傳遞，被稱為真核生物基因轉錄的中央控制器。在植物激素信號轉導研究中，人們主要關注激素特異的轉錄因子的作用，但對於轉錄中介體的功能及作用機理所知甚少。 中科院遺傳與發育生物學研究所李傳友實驗室最近的研究揭示了擬南芥轉錄中介體複合物在茉莉酸信號途徑中的功能及作用機理。
  • 植物激素茉莉酸的信號傳導機理研究取得進展
    根毛的生長發育過程受到多種環境因子和內源信號的影響。前人研究發現茉莉酸可以影響植物根毛的發育過程，然而相應的分子調控機理及信號傳導通路仍不清晰。中國科學院西雙版納熱帶植物園植物環境適應性研究組近期研究發現，外源施加茉莉酸可以促進擬南芥根毛的伸長，而阻斷內源茉莉酸信號通路則導致根毛異常。與此相一致的是，茉莉酸信號可以上調根毛髮育相關基因的表達。
  • 李傳友研究組茉莉酸信號轉導機理獲重要發現
    激素在植物生長發育和對環境適應性的調控中發揮重要作用。茉莉酸、生長素、赤黴素、水楊酸等植物激素的受體定位於細胞核內，與轉錄調控緊密偶聯。因此，解析激素信號介導的轉錄調控網絡對於理解植物激素信號的動態響應過程及作用機理具有重要意義。
  • The Plant Cell :解析茉莉酸調控植物免疫的轉錄重編程機理
    茉莉酸是來源於不飽和脂肪酸的植物免疫激素，其生物合成途徑和化學結構與高等動物中的免疫激素前列腺素有極高的類似性。在受到機械傷害、咀嚼式昆蟲和死體營養型病原菌的侵害時，植物激活茉莉酸信號通路，啟動並級聯放大茉莉酸介導的轉錄重編程，從而產生有效的防禦反應。但目前對茉莉酸激活植物免疫轉錄重編程的機理所知甚少。中國科學院遺傳與發育生物學研究所李傳友研究組長期以番茄為模式植物，研究茉莉酸調控植物免疫的分子機理。
  • 遺傳發育所水稻次生壁形成調控機理研究獲進展
    遺傳發育所水稻次生壁形成調控機理研究獲進展 2017-11-28 遺傳與發育生物學研究所 【例如，水稻中次生壁合成水平與質量直接關係到株高、抗倒伏性等重要的農藝性狀，因而其合成受到嚴格調控。研究發現，大量NAC、MYB等類型的轉錄因子構成複雜的網絡，以應答植物體內外各種信號、精準調控次生壁生物合成。然而，迄今為止鑑定到的負調控因子極少。
  • Plant Cell | 中科院版納植物園研究團隊揭示茉莉酸信號調控根毛...
    根毛的生長發育過程受到多種環境因子和內源信號的影響。前人研究發現茉莉酸可以影響植物根毛的發育過程，然而相應的分子調控機理及信號傳導通路仍不清晰。（韓笑助理研究員為該文第一作者，胡彥如研究員為通訊作者），報導了該研究組在植物激素茉莉酸的信號傳導機理及其調控根毛髮育研究中取得的最新進展。
  • 李傳友研究組解析茉莉酸調控植物免疫的轉錄重編程
    對應於機械傷害、咀嚼式昆蟲和死體營養型病原菌的侵害，植物激活茉莉酸信號通路，啟動並級聯放大茉莉酸介導的轉錄重編程，從而產生有效的防禦反應。但目前對茉莉酸激活植物免疫轉錄重編程的機理所知甚少。 中國科學院遺傳與發育生物學研究所李傳友研究組長期以番茄為模式研究茉莉酸調控植物免疫的分子機理。
  • 遺傳發育所在茉莉酸調控植物免疫機理研究中取得進展
    由兩個保衛細胞所組成的氣孔是植物與外界環境進行水分和氣體交換的重要通道，同時也是病原菌入侵植物的天然通道。遇到病原菌侵害時，植物會主動關閉氣孔以阻止病原菌的入侵。為了打破植物的這種防禦機制，病原菌產生冠菌素（COR），使氣孔重新開張，以促進其順利進入植物體內。
  • 研究發現Hippo通路成員MOB1調控茉莉酸及植物發育的機制
    Hippo信號通路在調控動物細胞分裂、器官大小和腫瘤發生方面起重要作用，是當前動物和醫學領域的研究熱點，但是植物中相關研究還比較少。MOB1是該通路的核心成員，在酵母、動物和植物中高度保守。中國科學院植物研究所程佑發研究組前期發現擬南芥MOB1A在生長素介導的植物生長發育過程中起重要作用(Cui et al.， 2016， PLoS Genetics)。為了進一步揭示擬南芥MOB1基因家族的作用，研究人員採用了遺傳學、生化、細胞生物學和組學等手段，發現MOB1A與MOB1B在體內相互作用，具有相似的表達模式和蛋白亞細胞定位。
  • 生命科學學院蘇曉東實驗室揭示茉莉酸信號通路中轉錄因子調控新機制
    2017年5月16日，北京大學生命科學學院蘇曉東實驗室在Cell子刊Cell Reports雜誌上發表題為「Crystal Structure of tetrameric Arabidopsis MYC2 reveals the mechanism of enhanced interaction with DNA」的研究論文，文章解析了植物中首個basic Helix-loop-Helix
  • 科學家發現茉莉酸調控根器官再生的機理
    然而，人們尚不清楚植物遭受機械損傷以後激活器官再生的分子機理。在特定逆境脅迫下，植物通過茉莉酸途徑抑制主根生長而促進側根發生（Sun et al., 2009, Plant Cell; Chen et al., 2011, Plant Cell）。
  • Plant Cell:李傳友等發現轉錄中介體複合物調控茉莉酸信號途徑新機制
    轉錄中介體 (Mediator)是由多個在進化上高度保守的亞基組成的蛋白複合物。在基因轉錄過程中，轉錄中介體分別與基因特異的轉錄因子和RNA聚合酶II相互作用, 廣泛參與二者之間的信息傳遞，被稱為真核生物基因轉錄的中央控制器。在植物激素信號轉導研究中，人們主要關注激素特異的轉錄因子的作用，但對於轉錄中介體的功能及作用機理所知甚少。
  • 遺傳發育所揭示茉莉酸抑制鐵吸收的分子機制
    而植物激素茉莉酸（JA）作為負調控因子，抑制擬南芥根部IRT1和FRO2的表達，參與調控鐵的吸收，但其分子機制一直未知。　　中國科學院遺傳與發育生物學研究所凌宏清研究組通過酵母雙雜交研究，鑑定到了四個與FIT互作蛋白bHLH018、bHLH019、bHLH020和bHLH025，其表達受JA誘導。
  • 餘迪求課題組在茉莉酸調控植物氣孔發育研究中取得新進展
    2018年3月1日，Plant Physiology在線發表了中國科學院西雙版納熱帶植物園餘迪求研究員和雲南大學生命科學學院陳小蘭副教授為通訊作者題為「Jasmonate negatively regulates stomatal development in Arabidopsis cotyledons」的研究論文
  • 茉莉酸協同脫落酸信號延遲種子萌發的分子機制被雲南大學揭示
    前人研究表明，茉莉酸（Jasmonate, JA）是植物體內一類十分重要的生長調節物質，參與調控植物的生長發育及對環境因子的響應，如在一些作物及擬南芥中抑制種子萌發過程，然而相應的分子調控機理及信號傳導通路仍不清楚。
  • 華南植物園茉莉酸甲酯信號途徑的調控模式研究獲新進展(圖)
    DELLAs通過與JAZs的競爭性結合調控JA信號途徑的「抑制釋放模型」圖　　赤黴素（Gibberellins，GAs）調控茉莉酸甲酯（JA）的信號轉導途徑，而JA信號途徑在植物發育和脅迫誘導中起著非常重要的作用。JA作為植物發育中重要的信號途徑，一直是研究熱點。