和人类一样,面对不良环境,植物也会启动自身的免疫反应,这主要依赖于一种叫做茉莉酸(JA)的植物激素,其可促进植物对机械伤害、昆虫攻击和病原体感染的防御反应。此外,JA作为一种植物的生长激素可抑制营养生长,同时促进生殖发育。增强子是真核细胞调控基因转录的重要元件。在模式动物中,增强子与相应的基因启动子通过形成染色质环在物理上相互靠近,从而精确调控基因的时空特异性表达。遗传发育所与山东农业大学合作研究,发现防御激素茉莉酸可通过启动全基因组范围内的转录重编程调控植物免疫和适应性生长。
这项研究发现在拟南芥(Arabidopsis thaliana)中,茉莉酸介导的转录重编程主要由核心转录因子MYC2控制,而MYC2的功能取决于其与中介体转录共激活因子复合物亚基MED25的相互作用。研究人员通过分析MYC2和MED25在全基因组范围内的共同靶标序列,系统鉴定了MYC2/MED25调控茉莉酸信号途径的增强子并发现MED25在增强子和启动子之间染色质环的形成中发挥重要作用。为了阐明特定增强子的生理功能,研究人员采用基因编辑技术敲除了MYC2自身的一个增强子(命名为 ME2)。深入的研究发现ME2对于MYC2自身的表达具有精巧的双重调控作用:ME2在瞬时茉莉酸反应中正调控MYC2表达,而在持续(长期)茉莉酸反应中负调控MYC2表达。该研究不仅揭示了增强子调控茉莉酸信号通路的作用机理,也为鉴定特定信号通路和生理过程的增强子并解析其功能提供了范例。相关研究成果于2019年6月11日在Nature Plants在线发表。