Вчені розкривають механістичну функцію MED25 у регулюванні дозрівання плодів
М'ясисті плоди становлять важливу частину раціону людини. Вони містять вітаміни, каротиноїди, флавоноїди та інші корисні для здоров'я поживні речовини. Оскільки більшість поживних та органолептичних характеристик плодів визначаються на стадії дозрівання, з'ясування молекулярного механізму дозрівання плодів має вирішальне значення для покращення якості плодів.
Група професора доктора Лі Чуанью з Інституту генетики та біології розвитку (IGDB) Китайської академії наук (CAS) виявила механістичну функцію MED25, медіаторної субодиниці, у регуляції дозрівання плодів.
Дозрівання плодів є складним і чітко скоординованим процесом, який залежить від узгодженої експресії численних генів, пов'язаних з дозріванням, і в кінцевому підсумку призводить до великих змін кольору, текстури, аромату, смаку та інших якісних характеристик плодів. Отже, у певному сенсі дозрівання плоду є добре організоване перепрограмування транскрипції.
ґрунтуючись на характері дихання та продукції етилену під час дозрівання, плоди можна розділити на два класи: клімактеричні та неклімактеричні. У томаті (Solanum lycopersicum), модельному клімактеричному плоді, етилен вважається ключовим сигналом, що регулює дозрівання плодів. Замовчування EIN3/EIN3-LIKE 1–4 (EIL1–4), які діють як головні регулятори етиленового шляху, призводить до тяжкого фенотипу невизрівання у томатів.
MED25 взаємодіє з EIL, регулюючи дозрівання плодів
На додаток до ETHYLENE-INSENSITIVE 3 (EIN3)/EIN3-LIKE (EIL) в томаті було ідентифіковано безліч факторів транскрипції, пов'язаних з дозріванням, у тому числі RIPENING INHIBITOR (RIN), NON-RIPENING (NOR), БЕЗКОЛЬОВИЙ NON-RIPENING CNR) та FRUITFULL 1 (FUL1). Незрозумілий взаємозв'язок між цими факторами транскрипції та тим, як вони передають регуляторні сигнали до загального механізму транскрипції РНК-полімерази II (Pol II), спрямовуючи останній на транскрипцію генів, пов'язаних з дозріванням.
У цьому вся дослідженні група проф. Л.І. показала, що MED25 фізично взаємодіє з факторами транскрипції EIL, тим самим передаючи етиленовий сигнал механізму Pol II контролю експресії генів, пов'язаних з дозріванням.
Вони виявили, що нокдаун MED25 призводить до дефектів, пов'язаних з дозріванням, подібним до тих, які спостерігаються в плодах EIL-RNAi. Серія біохімічних експериментів показала, що MED25 взаємодіє із EIL.
Аналіз РНК-секвенцій показав, що EIL і MED25 спільно регулюють понад 5000 генів, пов'язаних із дозріванням, і надають подібний вплив на їхню експресію. Ці результати показують, що MED25 утворює транскрипційний комплекс з EIL білками, щоб регулювати експресію генів, пов'язаних з дозріванням.
Потім вони продемонстрували, що модуль EIL1-MED25 регулює експресію пов'язаних з дозріванням регуляторних і структурних генів за допомогою зв'язування промотора. З одного боку, він безпосередньо регулює експресію деяких структурних генів. З іншого боку, він формує ієрархічні каскади транскрипції разом зі своїми нижчими регуляторами транскрипції (такими як RIN, NOR, CNR та FUL1), щоб регулювати експресію деяких структурних генів.
Вони також продемонстрували, що модуль EIL1-MED25 утворює як позитивні, так і негативні петлі зворотного зв'язку зі своїми регуляторами нижчестоящими для підтримки гомеостазу етилену під час дозрівання.
Ці результати покращують наше розуміння регуляції дозрівання та мають значення для покращення якості плодів у майбутньому.
Ця робота під назвою Tomato MED25 регулює дозрівання плодів шляхом взаємодії з EIN3-подібними факторами транскрипції була опублікована в The Plant Cell.
Також читайте: