Исследование проясняет функцию ядерных гормональных рецепторов у растений

Способность растений адаптировать рост и развитие к изменяющейся среде опосредована фитогормонами. Важным концептуальным достижением стало открытие, что основные рецепторы нескольких гормонов локализованы в ядре и напрямую связаны с регуляцией транскрипции генов. Однако физиологическая значимость и механизм действия ядерных гормональных рецепторов (NRs) у растений остаются неясными.

Жасмонаты — это липид-производные гормоны, регулирующие иммунитет и адаптивный рост. Восприятие жасмоната ядерным F-box белком CORONATINE INSENSITIVE 1 (COI1) запускает изменения транскрипции, регулируемые главным фактором транскрипции MYC2. Оставалось неясным, как COI1 передает сигнал на общий транскрипционный аппарат РНК-полимеразы II (Pol II) и хроматин.

Новое исследование под руководством Ли Чуанью из Института генетики и биологии развития Китайской академии наук показало, что комплекс Медиатор (эволюционно консервативный коактиватор) напрямую связывает COI1 с Pol II и хроматином в ходе жасмонатной сигнализации.

Основные выводы:

• В состоянии покоя субъединица Медиатора MED25 через физическое взаимодействие доставляет COI1 к промоторам-мишеням MYC2.
• При активации гормоном MED25 способствует COI1-зависимой деградации репрессоров транскрипции JAZ, что активирует транскрипцию генов, регулируемых MYC2.
• MED25 также взаимодействует с HISTONE ACETYLTRANSFERASE1 (HAC1) — ферментом, регулирующим ацетилирование гистона H3 по лизину K9 (H3K9ac) на промоторах-мишенях MYC2.
• MED25 кооперирует с COI1 и HAC1 на этих промоторах.

Вместе с предыдущим открытием, что MED25 связывает MYC2 и Pol II для сборки преинициаторного комплекса (PIC), новые данные показывают, что MED25 действует как главный координатор, интегрирующий действия генетических и эпигенетических регуляторов в согласованную транскрипционную программу.

Эта парадигма, при которой Медиатор связывает гормональные рецепторы с транскрипционно активным хроматином, вероятно, работает и для других гормонов с ядерными рецепторами.

Исследование также показало, что доменный состав растительного белка MED25 во многом схож с его животным аналогом, который взаимодействует с рецептором ретиноевой кислоты (RAR) и другими NRs. Учитывая, что животный Медиатор был впервые выделен как комплекс, ассоциированный с рецептором тиреоидного гормона (TRAP), это исследование показывает, что растения и животные эволюционировали разные, но во многом сходные механизмы активации NRs на уровне регуляции транскрипции.

Работа закладывает основу для изучения роли Медиатора в действии других фитогормонов и для сравнения систем NRs у растений и животных.