茎尖干细胞(shoot stem cell)位于茎尖分生组织(shoot apical meristem, SAM)的中央,为植物地上部分的发育提供源源不断的起始细胞。在拟南芥中,转录因子DRN在茎尖干细胞受到生长素的负调控,并激活干细胞的marker基因CLV3的转录(非直接调控),参与到CLV3/WUS的负反馈循环中来维持茎尖干细胞的稳态。但是,DRN激活CLV3表达的具体机制有待进一步解析。
近日,我院朱国萍/罗林杰课题组与中国科学技术大学赵忠教授合作,揭示了多蛋白互作调控拟南芥茎尖干细胞稳态的新机制。该研究发现DRN蛋白与WUS蛋白和BRM蛋白互作,形成三元复合物,并通过染色质重塑激活CLV3的表达,参与茎尖干细胞的稳态维持。进一步的研究还发现WUS-DRN蛋白互作还存在一个独立于CLV3之外的调控茎尖干细胞稳态的机制,同时BRM还可能通过激活WUS的表达维持了茎尖干细胞微环境的稳态。该研究不仅解释了为什么DRN能够在不直接结合DNA的情况下激活CLV3的表达,还阐述了WUS蛋白转录激活功能的分子基础,为多蛋白互作调控拟南芥茎尖干细胞稳态提供了新证据。
相关成果以“DRN facilitates WUS transcriptional regulatory activity by chromatin remodeling to regulate shoot stem cell homeostasis in Arabidopsis”为题,发表于国际顶级期刊《PLOS Biology》,罗林杰博士为第一作者和共同通讯作者,朱国萍教授和赵忠教授为共同通讯作者,安徽师范大学为论文第一完成单位。
值得一提的是,2023年该团队合作研究还发现DRN蛋白及其同源蛋白DRNL不仅在茎尖干细胞的稳态维持方面发挥作用,还通过空间表达补偿效应在干细胞的分化过程中扮演着重要角色。相关成果以“Genetic robustness control of auxin output in priming organ initiation”为题,发表于国际顶级期刊《PNAS》,安徽师范大学为论文的第二完成单位。
上述工作得到了国家自然科学基金、安徽省自然科学基金、安徽省重大专项、分子酶学与分子检测安徽省高校优秀科研创新团队等项目的资助。
原文链接:https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.300287