Транскрипционный механизм регуляции биосинтеза пектина у растений

Пектин — это сложный полисахарид клеточной стенки, играющий важную роль в модуляции клеточной адгезии, морфогенеза и роста клеток.

Хотя несколько генов, участвующих в биосинтезе пектина, уже идентифицированы, транскрипционные механизмы регуляции этого процесса остаются в значительной степени неизвестными.

Исследователи из Циндаоского института биоэнергетики и биопроцессных технологий (QIBEBT) Китайской академии наук (CAS) раскрыли механизм транскрипционной регуляции биосинтеза пектина. Результаты опубликованы в журнале The Plant Cell 17 января.

Ключевые открытия:

• В мутантах с потерей функции транскрипционного фактора DF1 биосинтез пектина был значительно снижен.
• Анализ белковых взаимодействий показал, что DF1 физически взаимодействует с другим транскрипционным фактором — GL2. Двойной мутант df1 gl2 демонстрировал более серьёзные дефекты в биосинтезе пектина по сравнению с одиночными мутантами.
• Анализ экспрессии генов выявил, что как DF1, так и GL2 регулируют на транскрипционном уровне экспрессию генов биосинтеза пектина MUM4 и GATL5.
• С помощью хроматин-иммунопреципитации с количественной ПЦР и анализа транскрипционной активации учёные раскрыли кооперативный механизм модуля DF1–GL2 в активации экспрессии MUM4 и GATL5: DF1 связывается с промоторами этих генов, взаимодействуя с GL2, и облегчает транскрипционную активность GL2.

Регуляторная сеть:

Исследователи также изучили регуляторные взаимосвязи между различными транскрипционными факторами и генами биосинтеза пектина. Они обнаружили, что:

• Экспрессия DF1 и GL2 напрямую регулируется фактором TTG2.
• В свою очередь, DF1 напрямую подавляет экспрессию TTG2.

Эти данные выявили петлю отрицательной обратной связи между DF1 и TTG2 на транскрипционном уровне.

Значение работы:

Исследование раскрывает молекулярный механизм, контролирующий биосинтез пектина, и даёт представление о сети регуляции экспрессии генов, вовлечённой в этот процесс у растений.