An auxin-regulable oscillatory circuit drives the root clock in Arabidopsis.
An auxin-regulable oscillatory circuit drives the root clock in Arabidopsis.
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DOI：
10.1126/sciadv.abd4722
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发表时间：
2021-01
期刊：
影响因子：
13.6
通讯作者：
Moreno-Risueno MA
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Perianez-Rodriguez J;Rodriguez M;Marconi M;Bustillo-Avendaño E;Wachsman G;Sanchez-Corrionero A;De Gernier H;Cabrera J;Perez-Garcia P;Gude I;Saez A;Serrano-Ron L;Beeckman T;Benfey PN;Rodríguez-Patón A;Del Pozo JC;Wabnik K;Moreno-Risueno MA
根时钟振荡器由生长素响应因子和生长素形成，允许对外部刺激的动态响应。在拟南芥中，根钟通过振荡基因表达来调节主根沿着的侧生器官的间距。驱动根时钟周期性的核心分子机制以及它如何被外源性线索（如生长素和重力）修饰仍然未知。我们确定了振荡器的关键元件（生长素反应因子7，其生长素敏感性抑制剂IAA 18/POTENT和生长素），它们在振荡区形成负调节环路。通过多级计算机建模拟合实验数据，我们解释了基因表达振荡如何与细胞分裂和生长协调，以创建器官间距的周期性模式。此外，基于模型预测的重力刺激实验表明，外部生长素刺激可以导致夹带的根时钟。我们的工作展示了一个强大的生物钟背后的机制，以及它如何对外部刺激做出反应。
The root clock oscillator is formed by auxin-responsive factors and auxin, allowing a dynamic response to external stimuli. In Arabidopsis, the root clock regulates the spacing of lateral organs along the primary root through oscillating gene expression. The core molecular mechanism that drives the root clock periodicity and how it is modified by exogenous cues such as auxin and gravity remain unknown. We identified the key elements of the oscillator (AUXIN RESPONSE FACTOR 7, its auxin-sensitive inhibitor IAA18/POTENT, and auxin) that form a negative regulatory loop circuit in the oscillation zone. Through multilevel computer modeling fitted to experimental data, we explain how gene expression oscillations coordinate with cell division and growth to create the periodic pattern of organ spacing. Furthermore, gravistimulation experiments based on the model predictions show that external auxin stimuli can lead to entrainment of the root clock. Our work demonstrates the mechanism underlying a robust biological clock and how it can respond to external stimuli.
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影响因子：
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作者：
Heisler, MG;Ohno, C;Meyerowitz, EM
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Meyerowitz, EM
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Mas, P.
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Laskowski M;Grieneisen VA;Hofhuis H;Hove CA;Hogeweg P;Marée AF;Scheres B
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