多细胞生物的器官发生和生长发育依赖于干细胞的不对称分裂。与动物干细胞类似,植物干细胞的不对称分裂和特性维持通常由少数几个核心转录因子控制。因此,核心转录因子如何与RNA聚合酶II通用转录机器“密切沟通”从而实现对靶标基因时空特异性表达的精确控制是发育生物学领域的一个重大问题。
在模式植物拟南芥中,干细胞组织中心及其周围的干细胞共同构成了根尖干细胞微环境。其中的皮层/内皮层干细胞通过不对称分裂产生皮层和内皮层两层细胞,它们共同被称为根基本组织。已有的研究表明,核心转录因子SHORT ROOT (SHR)和SCARECROW (SCR)在皮层/内皮层干细胞的不对称分裂及根基本组织模式建成中起至关重要的作用。然而,人们尚不清楚SHR-SCR如何与通用转录机器密切沟通,从而精确控制靶标基因的时空特异性表达。
中国科学院遗传与发育生物学研究所李传友研究组的研究表明,在进化上高度保守的转录中介体亚基MED31通过控制SHR-SCR介导的时空特异性转录输出而调控干细胞的不对称分裂。他们的研究发现,MED31与SCR直接相互作用而不与SHR直接互作。MED31、SCR和SHR通过形成动态三元复合体而控制靶标基因的时空特异性表达。MED31和SHR以浓度依赖的方式竞争结合SCR,从而调控MED31-SCR-SHR三元复合体的动态形成。高浓度的SHR干扰SCR结合MED31;当SHR处于合适浓度时,SCR可以结合MED31,从而连接RNA聚合酶II通用转录机器,启动下游靶基因转录。该研究成果表明,MED31和SCR的动态相互作用控制着SHR-SCR复合体的转录输出,进而决定了干细胞的不对称分裂。
这一突破性研究揭示了转录中介体在“沟通”转录因子和通用转录机器中的作用方式。该研究于2018年5月29日在PNAS杂志上线发表(DOI:10.1073/pnas.1800592115)。李传友研究组的博士研究生张潇月、周文焜和山东农业大学的陈谦教授是该论文的共同第一作者。该研究得到科技部重大科学研究计划项目和国家自然科学基金委项目的资助。
图:MED31-SCR-SHR三元复合体调控干细胞不对称分裂的作用模式
删除或更新信息,请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)
李传友研究组发现转录中介体调控干细胞不对称分裂和根形态建成的机理
本站小编 Free考研/2020-05-26
相关话题/控制 基因
高彩霞研究组在植物基因组编辑突变体筛选方法研究中取得新进展
如何快速高效进行突变体检测和鉴定是植物基因组编辑技术迅速发展面临的重要问题之一。目前植物基因组编辑突变检测方法主要包括PCR/RE、T7EI错配切割、临界退火温度PCR (ACT-PCR)、Sanger测序和二代测序(NGS)等。以上所有的检测方法都基于PCR反应,且都有各自的不足之处。PCR/RE ...中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研 2020-05-26高彩霞研究组在作物基因组单碱基编辑方法研究中取得新进展
单碱基编辑技术(Base editor)是基于CRISPR系统的新型靶基因定点修饰技术,它不需要产生DNA双链断裂(DSB)及DNA模板就可以对基因组特定碱基进行高效的替换。单碱基编辑技术可以应用于通过精确改变单个碱基实现关键氨基酸的改变,可以通过引入终止密码子实现基因的功能缺失突变,还可以对一些启 ...中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研 2020-05-26小麦TaGW2基因功能研究取得新进展
小麦是全球最重要的粮食作物之一,是世界上40%人口的主要食物,提高小麦产量和品质对保障粮食安全和人体健康具有重要意义。谷类作物中GW2基因是影响籽粒粒重的一个关键遗传因子,该基因在六倍体普通小麦中有3个亚基因组拷贝,即TaGW2-A1, TaGW2-B1和TaGW2-D1。已有的研究表明TaGW2- ...中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研 2020-05-26凌宏清研究员领衔的小麦基因组研究团队成功完成小麦A基因组的测序和精细图谱绘制
小麦是全球最重要的粮食作物,养活了世界上40%的人口,提供了人类所需热能和蛋白质的20%。我国是世界上小麦生产和消费大国,常年种植面积为2,400万公顷左右,年产量近1.3亿吨。生产上广泛种植的普通小麦是一个经两次自然杂交而形成异源六倍体,含有A、B和D三个亚基因组,其基因组大(约17 Gb,是水稻 ...中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研 2020-05-26韩方普研究组在CRISPR-Cas9玉米基因组编辑方法研究中取得新进展
基因组编辑是生命科学新兴的技术并被迅速在每个实验室应用,特别是基于CRISPR-Cas9系统的基因编辑工具近年来发展较快,在医疗、农业等领域展现巨大的应用潜力。然而此前,在玉米等部分作物中基于农杆菌转化的载体进行基因组编辑的效率偏低,在一定程度影响到该技术的高效利用尤其是基于CRISPR-cas9系 ...中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研 2020-05-26储成才研究组发现控制水稻氮高效、高产与早熟关键基因
氮是植物需求量最大的矿质元素,也是促进作物增产的最重要因素之一。据统计,全世界每年施用氮肥超过1.2亿吨。氮肥大量施用不仅增加了农业生产成本,更为重要的是导致了包括气候变化、土壤酸化及水体富营养化等一系列环境灾难。此外,大量施用氮肥导致的作物“贪青晚熟”(开花和成熟延迟)现象,不仅影响(双季或三季中 ...中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研 2020-05-26高彩霞研究组发表利用CRISPR/Cas9 IVT或RNP实现小麦基因组编辑的方法文章
文章详细阐述了通过基因枪将CRISPR/Cas9 IVT和RNP导入小麦未成熟幼胚实现基因组定点修饰的DNA-free基因组编辑体系。介绍了整个流程包括CRISPR/Cas9 IVT和RNP的制备、编辑活性体外及原生质体验证、基因枪幼胚转化法、突变体群体的快速筛选鉴定等具体方法和实验细节。该方法只需 ...中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研 2020-05-26钱文峰研究组发现遗传互作网络对染色体上基因顺序的决定作用
真核生物基因在染色体上的呈线性排列。在多个物种中均有报道指出,基因的排列顺序不是完全随机的。然而基因有序排列的进化机制仍不明确。 中国科学院遗传与发育生物学研究所钱文峰研究组根据进化理论模型推测遗传互作网络是影响基因排列顺序的重要因素。研究者对基因顺序的形成进行了进化模拟计算,并对酵母遗传互作网络 ...中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研 2020-05-26高彩霞研究组在高保真CRISPR-Cas9基因组编辑方法研究中取得新进展
基因组编辑是生命科学新兴的颠覆性技术,特别是基于CRISPR-Cas9系统的基因组编辑工具近几年迅猛发展,在医疗、农业等领域得到广泛应用。然而,Cas9脱靶现象是目前限制其发挥巨大潜力的最主要问题之一,提高该系统的特异性一直是基因组编辑方法研究的焦点。 通过蛋白质工程的方法,美国两个课题组前期分别 ...中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研 2020-05-26单细胞转录组学研究揭示植物中存在着广泛的单等位基因表达
单等位基因表达(monoallelic gene expression)是指在二倍体生物的细胞中一个基因的全部转录本均来自一个等位基因的现象。群体水平的细胞表达谱分析(bulk analysis)表明,印记效应与等位基因间的相互抑制作用是产生单等位基因表达的两种可能的机制。由于群体水平的分析可能低估 ...中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研 2020-05-26