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Science Advance:生长素调控震荡回路驱动拟南芥根钟

已有 1026 次阅读 2021-1-4 09:11 |个人分类:每日摘要|系统分类:论文交流

An auxin-regulable oscillatory circuit drives the root clock in Arabidopsis

第一作者Juan Perianez-Rodriguez

第一单位西班牙植物生物技术和基因组中心

通讯作者Miguel A. Moreno-Risueno


 Abstract 


隔年结实IArabidopsis, the root clock regulates the spacing of lateral organs along the primary root through oscillating gene expression.


提出问题:The core molecular mechanism that drives the root clock periodicity and how it is modified by exogenous cues such as auxin and gravity remain unknown.


主要发现:We identified the key elements of the oscillator (AUXIN RESPONSE FACTOR 7, its auxin-sensitive inhibitor IAA18/POTENT, and auxin) that form a negative regulatory loop circuit in the oscillation zone.


结果1-计算模拟:Through multilevel computer modeling fitted to experimental data, we explain how gene expression oscillations coordinate with cell division and growth to create the periodic pattern of organ spacing.


结果2-重力刺激试验:Furthermore, gravistimulation experiments based on the model predictions show that external auxin stimuli can lead to entrainment of the root clock.


结论:Our work demonstrates the mechanism underlying a robust biological clock and how it can respond to external stimuli.


 Abstract 


在拟南芥中,根钟通过调控基因表达的振荡来控制侧生器官沿主根分布的间距。目前,驱动根钟周期性的核心分子机制,以及其是如何被生长素和重力等外界信号所修饰还不清楚。作者鉴定了振荡器的关键元件,即生长素反应因子ARF7、生长素敏感抑制剂IAA18/POTENT以及生长素,在振荡区形成了一个负调控环路。通过对试验数据的多层次计算模拟,作者解释了基因表达振荡如何与细胞分裂、细胞生长相协调,从而形成器官间距的周期性模式。此外,基于模型预测的重力模拟试验表明,外部的生长素刺激可导致根钟的夹带。本文的研究揭示了一个稳健的生物钟机制,以及其是如何对外部刺激做出反应的。


 通讯作者 

**Miguel A. Moreno-Risueno**


研究方向:

1. 植物如何在特定位置形成新根;

2. 奠基细胞(founder cell)如何形成新根;

3. 植物在物理或化学创伤后如何再生根器官;

4. 植物如何生根。


doi: https://doi.org/10.1126/sciadv.abd4722


Journal: Science Advance

Published date: Jan 01, 2021




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