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揭示拟南芥中介因子MED16 和 MED25竞争调节ABA应答的机制

点击次数:381 发布时间:2020-12-28

中介因子是真核生物转录复合体的重要组分,在转录过程中起着连接转录因子(TFs)和RNA聚合酶 Ⅱ(RNA Polymerase II)的桥梁作用。植物体内含有超过20多个中介因子成员,按照空间结构可以分为头部、中部、尾部和CDK8激酶亚基。其中MED25是早被报道参与ABA响应的中介因子成员,它与转录因子ABI5互作,抑制ABA下游基因的表达,因此在ABA应答中起着负调节作用。然而MED25是否与其他中介因子成员共同参与ABA的应答过程仍不清楚。

JIPB近日在线发表了河南大学作物逆境适应与改良国家重点实验室祝英方课题组题为“Mediator tail module subunits MED16 and MED25 differentially regulate abscisic acid signaling in Arabidopsis的研究论文。该论文发现拟南芥的中介因子尾部亚基成员MED16和MED25直接结合参与ABA应答,它们竞争性地与转录因子ABI5互作,差异调节ABA下游的基因表达,揭示中介因子复合体内部可能存在一种竞争机制来持体内ABA响应基因的表达平衡。

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MED16正向调节ABA响应,并且和MED25竞争性地与转录因子ABI5互作,差异调节ABI5介导的下游基因表达。

祝英方课题组利用AP-MS研究了在正常和ABA处理条件下的中介因子复合体组分变化,发现尾部亚基成员MED16和MED25在正常和ABA条件下都和MED25结合。蛋白互作实验证实MED16和MED25直接互作,和之前的报道吻合。表型分析发现,med16突变体在种子萌发和幼苗生长阶段都对ABA不敏感,然而MED16的过表达材料对ABA更加敏感;转录组和基因表达分析表明许多ABA下游响应基因在med16突变体中表达收到明显的抑制,表明MED16对ABA响应起着正向的调节作用,和MED25的作用相反。进一步实验阐明MED16和MED25都与转录因子ABI5直接互作,竞争性地调节ABI5和其下游靶基因EM1和EM6的表达。因此该研究揭示了中介因子不同成员之间可能存在一种竞争机制来实现ABA下游响应基因的转录平衡。

祝英方课题组近年来在拟南芥中介因子的研究中取得了一系列进展,揭示了中介因子激酶CDK8在植物免疫和蜡质合成中的调节作用(Zhu et al., Plant Cell, 2014),以及CDK8正向调节ABA和干旱应答的机制等(Zhu et al., New Phytologist, 2020)。博士生郭鹏程Leelyn Chong博士为该论文的共同作者,祝英方教授为通讯作者。中科院遗传与发育生物学研究所的吴芳明副研究员和李传友研究员、中研院许全智博士、中国科学院上海植物逆境生物学研究中心的朱健康院士也参与了该项研究工作。该研究得到了国家自然科学基金和河南大学双yl建设经费的资助。

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