|
日?qǐng)?bào)筑波大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn),，硝酸鹽誘導(dǎo)的根瘤形成控制是由于控制基因表達(dá)的特定蛋白質(zhì)的DNA結(jié)合特性不同而引起的,。 圖1.硝酸鹽誘導(dǎo)的根瘤形成控制 日本筑波-豆科（豆類）中的植物在根部形成根瘤吸收氮。 當(dāng)?shù)亢芨邥r(shí),，豆類將停止根瘤的產(chǎn)生（圖1）,，但正是硝酸鹽的存在如何控制這些植物中根瘤的形成一直是一個(gè)謎。 現(xiàn)在,，日本的研究人員發(fā)現(xiàn),，蛋白質(zhì)與硝酸鹽之間的相互作用可以誘導(dǎo)和抑制基因，控制結(jié)瘤,，并在可持續(xù)農(nóng)業(yè)中具有潛在的應(yīng)用,。 在4月發(fā)表于《植物細(xì)胞》的一項(xiàng)研究中，筑波大學(xué)的一個(gè)研究小組表明,，建立結(jié)節(jié)發(fā)育的蛋白質(zhì)之間不同的DNA結(jié)合特性決定了控制結(jié)節(jié)共生的基因是否開啟或關(guān)閉,。 基因表達(dá)是硝酸鹽誘導(dǎo)的。 到現(xiàn)在為止,，對(duì)分子活性的了解還不夠全面,，這些分子活性決定了在過(guò)量硝酸鹽存在下豆類如何阻止結(jié)瘤。 先前的研究確定了與結(jié)節(jié)形成有關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子（有助于使特定基因“打開”或“關(guān)閉”的蛋白質(zhì)）,，但這只是故事的一部分,。 該研究的資深作者Takuya Suzaki教授說(shuō)：“在先前鑒定出與結(jié)節(jié)發(fā)生有關(guān)的蛋白質(zhì)（稱為NLP）的轉(zhuǎn)錄因子的基礎(chǔ)上，我們?cè)噲D回答促進(jìn)結(jié)瘤的共生基因表達(dá)如何被硝酸鹽控制的問題,?！?“我們測(cè)試了特定的自然語(yǔ)言處理，發(fā)現(xiàn)它們具有重疊的功能，導(dǎo)致硝酸鹽誘導(dǎo)的結(jié)瘤控制,?！?/strong> 為了檢查這些分子之間的相互作用，研究人員使用了來(lái)自蓮花(Lotus japonicus)的蛋白質(zhì)分析了RNA分子和植物性狀,。 他們發(fā)現(xiàn)某些蛋白質(zhì)具有雙重功能,，充當(dāng)硝酸鹽依賴性基因表達(dá)的主要調(diào)節(jié)劑。 他們還確定了新的蛋白質(zhì)結(jié)合位點(diǎn),，并將其與先前已知的結(jié)合位點(diǎn)進(jìn)行了比較,。 他們的發(fā)現(xiàn)揭示了與NLP調(diào)控共生基因抑制硝酸鹽結(jié)節(jié)的轉(zhuǎn)錄有關(guān)的基本原理。 研究小組強(qiáng)調(diào)了其他問題,。 在細(xì)胞核中發(fā)現(xiàn)一些NLP響應(yīng)硝酸鹽并停止結(jié)節(jié)的產(chǎn)生,，而其他NLP則不斷地聚集在細(xì)胞核中，而與硝酸鹽水平無(wú)關(guān),。 對(duì)于后者,，還不清楚它們?nèi)绾蝺H在硝酸鹽存在下起作用。 NLP在細(xì)胞中的位置很重要,，因?yàn)榉g（將RNA編碼為蛋白質(zhì)時(shí)）發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)中,。 如果在閱讀了遺傳密碼后（翻譯后修飾）蛋白質(zhì)發(fā)生了變化，則可以解釋這些NLP如何訪問蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)的相互作用并調(diào)節(jié)基因,。 Suzaki教授解釋說(shuō)：“發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)錄因子如何影響基因表達(dá)一直是理解植物轉(zhuǎn)錄調(diào)控難題的一個(gè)遺漏環(huán)節(jié),。” “我們的發(fā)現(xiàn)使我們更加了解這些復(fù)雜的分子關(guān)系中可能發(fā)生的事情,，但是還有很多事情要解決,。未來(lái)的研究應(yīng)該旨在回答其他NLP和感興趣的其他植物物種如何調(diào)節(jié)結(jié)瘤的問題?！?/strong> Abstract Leguminous plants produce nodules for nitrogen fixation; however, nodule production incurs an energy cost. Therefore, as an adaptive strategy, leguminous plants halt root nodule development when sufficient amounts of nitrogen nutrients, such as nitrate, are present in the environment. Although legume NODULE INCEPTION (NIN)-LIKE PROTEIN (NLP) transcription factors have recently been identified, understanding how nodulation is controlled by nitrate, a fundamental question for nitrate-mediated transcriptional regulation of symbiotic genes, remains elusive. Here, we show that two Lotus japonicus NLPs, NITRATE UNRESPONSIVE SYMBIOSIS 1 (NRSYM1)/LjNLP4 and NRSYM2/LjNLP1, have overlapping functions in the nitrate-induced control of nodulation and act as master regulators for nitrate-dependent gene expression. We further identify candidate target genes of LjNLP4 by combining transcriptome analysis with a DNA affinity purification (DAP)-seq approach. We then demonstrate that LjNLP4 and LjNIN, a key nodulation-specific regulator and paralogue of LjNLP4, have different DNA-binding specificities. Moreover, LjNLP4-LjNIN dimerization underlies LjNLP4-mediated bifunctional transcriptional regulation. These data provide a basic principle for how nitrate controls nodulation through positive and negative regulation of symbiotic genes.  文章原創(chuàng),；如有侵權(quán)請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系PaperRSS小編刪除，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來(lái)源,。 溫馨提示： 為方便PaperRSS粉絲們科研,、就業(yè)等話題交流。我們根據(jù)10多個(gè)專業(yè)方向（植物,、醫(yī)學(xué),、藥學(xué)、人工智能,、化學(xué),、物理、財(cái)經(jīng)管理,、體育等）,，特建立了30個(gè)國(guó)內(nèi)外博士交流群,。群成員來(lái)源歐美、日韓,、新加坡,、清華北大、中科院等全球名校,。 |
|
|
