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The Plant Cell:ABA合成基因上逐步式的染色质沉默是种子萌发的关键

已有 1051 次阅读 2022-5-16 22:19 |个人分类:每日摘要|系统分类:论文交流

Progressive chromatin silencing of ABA biosynthesis genes permits seed germination in Arabidopsis

第一作者Deyue Yang

第一单位南方科技大学

通讯作者Zhe Wu


 Abstarct 


背景回顾:Seed germination represents a major developmental switch in plants that is vital to agriculture, but how this process is controlled at the chromatin level remains obscure. 


种子萌发是植物生活史中一个非常关键的发育转变,对于农业来说尤其重要,但是其在染色质的层面上是如何被调控的还不清楚。


主要发现:Here we demonstrate that successful germination in Arabidopsis thaliana requires a chromatin mechanism that progressively silences 9-CIS-EPOXYCAROTENOID DIOXYGENASE 6 (NCED6), which encodes a rate-limiting enzyme in abscisic acid (ABA) biosynthesis, through the cooperative action of the RNA-binding protein RZ-1 and the polycomb repressive complex 2 (PRC2). 


本文中,作者发现拟南芥的种子成功萌发需要一种逐步沉默ABA生物合成限速酶编码基因NCED6的染色质调控机制,该过程需要RNA结合蛋白RZ-1和多梳抑制复合体PRC2的协同作用。


结果1-RZ-1和PRC2作用于种子萌发和NCEDs表达Simultaneous inactivation of RZ-1 and PRC2 blocked germination and synergistically derepressed NCEDs and hundreds of genes. 


同时失活RZ-1和PRC2蛋白会导致种子萌发失败,并且协同去抑制NCEDs和数百个基因的表达。


结果2-RZ-1抑制NCED6表达At NCED6, in part by promoting H3 deacetylation and suppressing H3K4me3, RZ-1 facilitates transcriptional silencing and also an H3K27me3 accumulation process that occurs during seed germination and early seedling growth.


NCED6基因位点上,RZ-1蛋白部分通过促进H3去乙酰化和抑制H3K4me3,从而促进种子萌发过程和早期幼苗发育过程中NCED6的转录沉默和H3K27me3的积累。


结果3-RZ-1互补并协同PRC2Genome-wide analysis revealed that RZ-1 is preferentially required for transcriptional silencing of many PRC2 targets early during seed germination, when H3K27me3 is not yet established. 


全基因组范围的分析显示,在种子萌发早期,当H3K27me3尚未建立时,很多由PRC2介导沉默的靶点其转录沉默需要RZ-1蛋白。


结论We propose RZ-1 confers a novel silencing mechanism to compensate for and synergize with PRC2. Our work highlights the progressive chromatin silencing of ABA biosynthesis genes via the RNA-binding protein RZ1 and PRC2 acting in synergy, a process that is vital for seed germination.


因此,作者提出RZ-1介导了一种新的沉默机制,从而互补并与PRC2一起协同作用于靶向基因的沉默。本文的研究结果揭示了RNA结合蛋白RZ-1和PRC2蛋白协同作用于ABA合成基因的逐步染色质沉默,从而保证种子的顺利萌发。


6.jpg



** 吴 柘 **


个人简介:

2005年,青岛大学,学士;

2011年,北京大学,博士;

2011-2016年,英国约翰英纳斯中心,博后;

2016年-至今,南方科技大学,助理教授。


研究方向以模式植物拟南芥及番茄等重要经济作物为研究对象,研究植物关键发育阶段转换(开花,萌发及配子体发育)背后的分子机理,着重关注RNA-蛋白在转录同时的包装过程及表观遗传调控在其中所发挥的作用及机制。


doi: https://doi.org/10.1093/plcell/koac134


Journal: The Plant Cell

 Published date: May 06, 2022


CITE

Deyue Yang, Fengli Zhao, Danling Zhu, Xi Chen, Xiangxiong Kong, Yufeng Wu, Min Chen, Jiamu Du, Li-Jia Qu, Zhe Wu, Progressive chromatin silencing of ABA biosynthesis genes permits seed germination in Arabidopsis. The Plant Cell, 2022. DOI: https://doi.org/10.1093/plcell/koac134.​



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