Nature | 生长素响应的转录抑制调控网络

生长素是植物生长发育过程中的关键激素，其信号通路的转录调控依赖于ARF（AUXIN RESPONSE FACTOR）。拟南芥中共有23种ARF，其中ARF5、ARF6、ARF7、ARF8和ARF19属于A型ARFs，这些保守的A型ARFs是生长素响应基因的转录激活因子，因而在植物的生长素信号调控中发挥关键作用【1，2】。此外，A型ARFs具有组织特异性表达模式，这可能是导致多样化生长素响应的关键【3】，但是目前尚不清楚A型ARFs表达的调控机制。

2020年11月19日，法国里昂大学（Université de Lyon）Teva Vernoux课题组和英国诺丁汉大学（University of Nottingham）Anthony Bishopp课题组合作在Nature在线发表了题为A network of transcriptional repressors modulates auxin responses的研究论文，鉴定了A型ARFs基因的转录调节因子并揭示了生长素响应的转录抑制调控机制。

该研究通过对A型ARF基因的染色质修饰和开放性分析发现，所有A型ARF基因座上均几乎不存在H3K27me3，而存在H3K4me3，并且这些基因座大多具有可及性调控区域。这种染色质构型使A型ARF基因座在不同组织和发育阶段可以被主动转录。

Tissue-specific expression patterns and chromatin landscape of Arabidopsis class A ARF loci

该研究进一步开展了酵母单杂交实验以鉴定A型ARFs基因的转录调控因子，结果发现了42个之前未报道过的转录调节因子。对候选基因的调控网络分析表明，单个A型ARFs基因座可能受特定子集的转录调节因子调控。有趣的是，瞬时转化和表达分析表明，这些转录因子大多数情况下抑制编码A型ARFs的基因的转录。该研究还通过A型ARFs调控因子的突变验证了这些调节因子的抑制作用及其组织特异性调控模式。此外，A型ARFs调控网络的单一基因突变会显著影响生长素依赖性的植物发育响应，进一步证明了该调控网络各个节点的功能重要性。

Class A ARF transcription is regulated by repressors

综上所述，该研究表明开放染色质构型使A型ARF表达水平受到转录抑制因子网络的调控，从而调节植物发育过程中的生长素输出。该研究结果加深了我们对生长素信号传递网络的理解。

参考文献

【1】Tiwari, S. B., Hagen, G. & Guilfoyle, T . The roles of auxin response factor domains in auxin-responsive transcription. Plant Cell 15, 533–543 (2003).

【2】Finet, C., Berne-Dedieu, A., Scutt, C. P . & Marlétaz, F. Evolution of the ARF gene family in land plants: old domains, new tricks. Mol. Biol. Evol. 30, 45–56 (2013).

【3】Vernoux, T . et al. The auxin signalling network translates dynamic input into robust patterning at the shoot apex. Mol. Syst. Biol. 7, 508 (2011).

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-020-2940-2