Исследование раскрывает механизм регуляции гомеостаза железа в рисе белком OsIRO3
Железо (Fe) — один из незаменимых микроэлементов для роста и развития растений. Растения выработали сложные механизмы для поддержания гомеостаза Fe.
Было установлено, что Oryza sativa Iron-Related Bhlh Transcription Factor 3 (OsIRO3/OsbHLH63) является негативным регулятором сигналинга в ответ на дефицит Fe, однако лежащий в основе механизм оставался неясным.
В исследовании, опубликованном в Plant Journal, ученые из Тропического ботанического сада Сишуанбаньна (XTBG) Китайской академии наук показали, что потеря функции OsIRO3 вызывает повышение экспрессии многих генов, индуцируемых дефицитом Fe, в корнях.
Исследователи создали два мутанта с потерей функции гена iro3 с помощью системы редактирования генов CRISPR-Cas9 и обнаружили, что это приводит к нарушению гомеостаза Fe.
Кроме того, экспрессия Iron-Related Bhlh Transcription Factor 2 (OsIRO2) и Oryza sativa FER-Like FE Deficiency-Induced Transcription Factor (OsFIT), а также их генов-мишеней, была значительно усилена в корнях мутантов iro3 как в условиях достаточного, так и дефицитного содержания Fe. Таким образом, экспрессия генов, индуцируемых дефицитом Fe, нарушена у мутантов iro3.
Дальнейшие исследования показали, что:
OsIRO3 напрямую связывается с промотором гена OsIRO2 и подавляет его транскрипцию.
Помимо прямого подавления, OsIRO3 также косвенно репрессирует транскрипцию OsIRO2, поскольку взаимодействует с белками Oryza sativa Positive Regulator Of Iron Homeostasis (OsPRI1/OsPRI2), ослабляя их активирующую активность в отношении OsIRO2.
OsIRO3 содержит EAR-мотив, который рекрутирует корепрессоры OsTPL/OsTPRs, что частично объясняет его репрессорную функцию.
«Это исследование расширяет наши знания о транскрипционной сети гомеостаза Fe, опосредованной модулем OsIRO3-OsIRO2. Основываясь на предыдущих знаниях и наших новых выводах, мы предлагаем предполагаемый механизм, в котором OsIRO2 регулируется антагонистически», — сказал Лян Ган из XTBG.