当感觉到有侵染企图时,植物通过重塑基因活性从生长转向防御。然而,基因和蛋白质之间并不总是1:1的关系。相反,基因可能像压缩文件一样工作,根据细胞状态的不同,解压后会产生多种蛋白质。压缩遗传信息的一种方法是使用不同的转录起点,从而从一个基因座产生不同的RNA拷贝。病原体相关分子模式(PAMPs)是满足两个标准的保守分子:(1)它们是病原体的基本细胞或生理功能所需要的,因此必然会缓慢进化;(2)它们在病原体的宿主中不存在。因此,PAMPs构成了宿主免疫受体区分非己和自己的靶标。由PAMPs引发的免疫反应是病原体防御的关键,但对植物从生长到防御的基因重编程的驱动因素和稳定因素仍不完全了解。
2022年4月11日,国际权威学术期刊The Plant Cell发表了丹麦哥本哈根大学Peter Brodersen和Albin Sandelin团队的最新相关研究成果,题为PAMP-triggered genetic reprogramming involves widespread alternative transcription initiation and an immediate transcription factor wave的研究论文。
在这篇文章中,科研人员利用基因表达的帽分析(CAGE)报告了PAMP触发的免疫(PTI)建立的时间过程。科研人员表明,在PTI期间迅速诱导的所有转录起始点(TSSs)中,约有15%定义了替代性转录起始事件。从这些转录起始点中,科研人员确定了通过在编码的蛋白质中加入目标肽或结构域,或在mRNA领导序列中加入上游开放阅读框(uORFs)来调节TSS变化的明确例子。科研人员还发现,60%的PAMP反应基因的反应时间比以前认为的要早。特别是,一组快速和短暂的PAMP诱导基因富集在转录因子中,这些转录因子的功能以前与非生物胁迫适应和干细胞活动等不同的生物过程相关,似乎与生长限制有关。此外,已知的PTI增效因子的例子,在一种情况下是在MAP激酶的直接控制下,支持快速诱导的转录因子可能构成与PTI信号通路的直接联系,并驱动建立免疫状态的基因表达变化。
实验设置和PTI响应的验证
PTI转录反应的基因表达聚类
PAMP反应基因的启动子富含C5转录因子结合位点
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