The Plant Cell 封面| 李厦团队揭示根分生区发育转录调控新机制
文章作者:        发布时间: 2020-12-14                 浏览次数: 329

根尖分生区干细胞的不断分裂分化保证根的持续生长。转录因子PLTPLETHORA)及SCRSCARECROW)介导的信号途径在根分生区发育中起关键作用。PLT1可以在细胞间移动,产生PLT1蛋白的浓度梯度,高浓度的PLT1抑制细胞分裂,维持根端干细胞的稳态;中间浓度的PLT1促进细胞分裂;低浓度的PLT1促进细胞分化。尽管PLT1浓度梯度的存在是已知的,但是其上游转录调控机制以及PLT1浓度梯度的维持机制尚不清楚。


1212日,山东农业大学李厦教授团队在The Plant Cell 上做为封面文章,发表题为Transcriptional Regulation of PLETHORA1 in the Root Meristem Through an Importin and its Two Antagonistic Cargos的研究论文,揭示了根分生区发育过程中PLT1的转录调控机制。

李厦团队2019年发表在iScience的《剪接因子JANUS调控拟南芥早期胚发育的分子机制》的研究结果表明,拟南芥剪接复合体亚基JANUS可以招募RNA聚合酶IIWOX2PIN7的启动子区域,促进其转录,介导早期胚发育。The Plant Cell上发表的研究结果进一步的表明,JANUS一方面招募RNA聚合酶IIPLT1的启动子上,另一方面与PLT1互作,促进PLT1的自我转录激活。另外,PLT1蛋白在根中呈现浓度梯度分布模式。目前的研究结果表明,由JANUS介导的PLT1自转录激活对于PLT1浓度梯度的维持及放大至关重要。

此外,通过互作蛋白筛选及结构域分析,研究人员发现PLT1的负调控因子GIFsGRF-INTERACTING FACTORs)与RNA聚合酶II竞争性地结合,并通过降低JANUS-Pol II的互作,进而抑制PLT1的转录。更有意思的是,JANUSGIFs这两种拮抗转录调控因子,其在细胞核中的积累都依赖于核转运蛋白IMB4IMPORTIN β4)。

该研究结果不仅揭示了根分生区PLT1转录调控及蛋白浓度梯度维持的关键途径,还为深入解析植物核转运蛋白参与的信号途径提供了新线索。

李厦教授团队今年初在The Plant Cell 上发表的另一篇论文《核输入蛋白KETCH1调控雌雄配子体发育的机制》,揭示了核运入蛋白KETCH1通过影响核糖体亚基在核内的稳定性,继而调控胞内蛋白翻译效率,影响有丝分裂进程。这两项研究结果为深入解析植物核转运蛋白的功能及作用机理提供了重要线索。

山东农业大学熊峰博士为本文的第一作者,李厦教授为本文通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金的资助。