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《Science | 番茄通过调控HD-Zip蛋白的表达促进闭花授粉结构的形成》

  • 来源专题：战略生物资源
  • 编译者： 李康音
  • 发布时间：2024-04-10

  • 2024年4月4日，福建农林大学吴双教授团队在Science期刊发表了题为HD-Zip proteins modify floral structures for self-pollination in tomato的研究论文，在番茄上首次解析植物通过形成特殊表皮毛，改变花的结构，进而改变授粉方式的分子机制。

    该研究首先发现现代栽培番茄的花药边缘形成了一类特殊的表皮毛结构，通过相互铰链，形成一个类似拉链的结构，将相邻的花药紧紧锁住，形成密闭的花药桶结构。通过遗传筛选，研究人员发现，当控制番茄表皮毛的关键调控因子发生负显性突变时，番茄闭花授粉结构被破坏，花药散开的现象。研究人员进一步鉴定到此负显性突变影响的多个关键基因。这些关键基因同属于一类可以激活下游基因表达的HD-Zip IV转录因子。它们不但在番茄花药锁扣表皮毛起始细胞中高表达，并且通过蛋白浓度剂量效应调控锁扣表皮毛的起始和核内复制。有趣的是，这些HD-Zip IV转录因子同时也在花柱的顶部区域高表达，同样通过浓度剂量调控花柱细胞的核内复制，进而促进花柱的极性伸长。

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相关报告

  • 《Science | 线粒体mRNA结构调控基因表达》
    • 编译者：李康音
    • 发布时间：2024-07-30
    • 2024年7月19日，迈阿密大学Antoni Barrientos、哈佛医学院Silvi Rouskin、迈阿密大学Flavia Fontanesi共同通讯在Science发表题为The human mitochondrial mRNA structurome reveals mechanisms of gene expression的文章，揭示了人类细胞内线粒体信使RNA（mt mRNA）的复杂折叠模式，揭示了线粒体基因表达中一个以前未知的调控层。 该研究采用了一种名为mitoDMS-MaPseq（mitochondrial dimethyl sulfate mutational profiling with sequencing）的新技术。这种方法使研究人员能够绘制完整线粒体内mt mRNA的二级结构，为这些结构如何影响基因表达提供了前所未有的见解。这些发现挑战了关于mt mRNA折叠的传统观点，作者表明这些分子比以前认为的更具活力，对细胞线索的反应也更灵敏。这项研究的一个关键发现是鉴定了mRNA程序性翻译暂停，这一机制似乎对合成具有多个跨膜结构域的疏水蛋白特别重要。这种暂停允许这些蛋白质正确折叠，确保它们能够有效地整合到线粒体膜中。研究人员还发现了程序化核糖体移码，一个在单个双顺反子转录本内协调两个重叠的开放阅读框翻译的过程，的证据。这种机制对于维持ATP合酶复合物中蛋白质亚基的化学计量平衡至关重要。 该研究的结果还强调了LRPPRC的作用，指出LRPPRC是一种对mt mRNA稳定性、多聚腺苷酸化和翻译至关重要的蛋白质。在缺乏LRPPRC的情况下，mt mRNA结构体经历了显著的重塑，这表明该蛋白在维持mt mRNA结构的完整性方面起着关键作用。研究人员推测，LRPPRC可能作为一种保持酶，有助于维持mt mRNA的折叠状态，并促进其高效翻译。作者还揭示了mt mRNA存在于一个动态的替代构象集合中。使用一种名为DREEM（detection of RNA folding ensembles using expectation-maximization）的聚类算法，研究人员能够识别每个转录物采用的共存替代构象，捕捉到结构整合中mt mRNA折叠的动态性质。这一发现强调了在研究线粒体基因表达时考虑可能的RNA结构的全谱的重要性。 总之，此研究为线粒体基因表达的研究开辟了一条新的途径，提供了线粒体mRNA折叠模式的全面图谱，并揭示了线粒体蛋白合成调控的机制。这些发现不仅加深了我们对线粒体生物学的理解，而且为线粒体疾病的治疗干预提供了潜在的靶点。随着我们继续解开线粒体功能的复杂性，这项研究提供的见解无疑将为线粒体遗传学领域的未来发现奠定基础。
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  • 《Science | 转录因子 ZEB2促进与年龄相关的 B 细胞的形成》
    • 来源专题：战略生物资源
    • 编译者：李康音
    • 发布时间：2024-01-29
    • 2024年1月26日，上海交通大学医学院附属仁济医院风湿科沈南教授和Carola G. Vinuesa教授团队在Science杂志上发表了题为The transcriptional factor ZEB2 drives the formation of age-associated B cells的研究论文。 近年来一群具有独特表型的效应B细胞亚群被鉴定出，被称为年龄相关B细胞（Age-associated B cell, ABC），推动了我们对滤泡外B细胞反应的理解，也加深了对效应B细胞反应的认知。这些B细胞高表达CD11c和T-bet分子，由于在年老的雌性小鼠体内被发现，因此得名。ABC在人类和小鼠中均存在，富集自身反应性克隆，发现在自身免疫、慢性感染以及衰老等慢性炎症性状态中积聚，并与自身免疫疾病的发病密切相关。ABC细胞的分化发育与GCB细胞主调控分子Bcl6无关，呈现EF反应的特征（亲和突变频率介于GCB和FoB细胞之间等），同时具有非典型记忆B细胞的特征（在再次抗原刺激后快速分化成浆细胞的能力）。作为独特的B细胞亚群，ABC细胞发育途径背后的调控机制尚不明确，而在自身免疫状态下，ABC的致病性受到何种分子决定也尚不清楚。 该研究利用单细胞测序和Cas9基因编辑技术，筛选出调控人和小鼠ABC细胞分化的关键转录因子ZEB2。在ZEB2遗传缺陷的人类样本和B细胞条件性Zeb2敲除小鼠中，发现ABC细胞的比例和数量减少。B细胞Zeb2缺陷缓解了狼疮模型中ABC介导的自身免疫表型。通过多种高通量测序技术发现，ZEB2能够与Mef2b基因第一个内含子区域的人鼠保守的增强子元件结合，从而抑制Mef2b基因的表达和其介导的GC反应。此外，ZEB2促进了Itgax的表达，并决定了ABC细胞独特的吞噬功能。ZEB2还通过影响JAK-STAT通路调控ABC细胞分化。在狼疮小鼠和自身免疫疾病患者中，采用JAK抑制剂托法替尼治疗能够减少ABC细胞的累积和疾病的活动度。该研究不仅揭示了ZEB2对ABC细胞谱系特化的调控功能和机制，同时发现ZEB2-JAK-STAT调控轴在ABC细胞分化中的关键作用，为ABC细胞介导的自身免疫疾病的治疗提供了新的靶点。
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