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Nature:温度依赖型的生长作用于长期的低温感应

已有 3192 次阅读 2020-7-21 10:41 |个人分类:每日摘要|系统分类:论文交流

Temperature-dependent growth contributes to long-term cold sensing

第一作者Yusheng Zhao

第一单位约翰英纳斯中心

通讯作者Martin Howard


 Abstract 


背景回顾Temperature is a key factor in the growth and development of all organisms. Plants have to interpret temperature fluctuations, over hourly to monthly timescales, to align their growth and development with the seasons.


提出问题:Much is known about how plants respond to acute thermal stresses, but the mechanisms that integrate long-term temperature exposure remain unknown.


春化背景:The slow, winter-long upregulation of VERNALIZATION INSENSITIVE 3 (VIN3), a PHD protein that functions with Polycomb repressive complex 2 to epigenetically silence FLOWERING LOCUS C (FLC) during vernalization, is central to plants interpreting winter progression.


主要发现:Here, by a forward genetic screen, we identify two dominant mutations of the transcription factor NTL8 that constitutively activate VIN3 expression and alter the slow VIN3 cold induction profile.


野生型:In the wild type, the NTL8 protein accumulates slowly in the cold, and directly upregulates VIN3 transcription.


模型预测+试验验证:Through combining computational simulation and experimental validation, we show that a major contributor to this slow accumulation is reduced NTL8 dilution due to slow growth at low temperatures.


结论Temperature-dependent growth is thus exploited through protein dilution to provide the long-term thermosensory information for VIN3 upregulation.


总结:Indirect mechanisms involving temperature-dependent growth, in addition to direct thermosensing, may be widely relevant in long-term biological sensing of naturally fluctuating temperatures.


 摘  要 


温度是所有生物生长和发育的关键因子。植物必须日以继夜地感知周边的环境温度,从而保证自身的生长和发育能够跟上季节的变化。对于植物如何响应于急性的温度胁迫我们已经有了很深的理解,但是对于长时间的温度条件下植物的响应机制还不清楚。在春化过程中,长时间的低温会缓慢上调VIN3蛋白的表达,而该蛋白是一个PHD蛋白,能够与PRC2一起表观沉默开花抑制因子FLC基因,因此对于植物的。本文中,作者通过一个正向遗传学筛选,鉴定到了两个转录因子NTL8的突变能够组成型激活VIN3基因的表达,并且改变VIN3在冷环境下的缓慢诱导表达。在野生型中,冷处理下NTL8蛋白会缓慢积累,并直接上调VIN3基因的转录。通过结合计算模拟和试验验证,作者发现这种缓慢积累是由于低温环境下生长缓慢所导致的NTL8稀释减少。因此,依赖于温度的生长通过蛋白稀释为植物提供了一个长期温度信息,以介导VIN3基因的缓慢上调表达。除了直接的温度感应之外,依赖于温度的生长所涉及的间接温度感应机制可能在植物中被广泛用于长期感应自然温度的波动。



 通讯作者 


**Martin Howard**


研究方向:

细胞如何通过表观记忆系统记住过去的事件;

细胞如何控制自身的大小;

蛋白的时空动态波动


doi: 10.1038/s41586-020-2485-4


Journal: Nature

Published date: July 15, 2020



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