Discovery of nitrate-CPK-NLP signalling in central nutrient-growth networks.
Discovery of nitrate-CPK-NLP signalling in central nutrient-growth networks.
复制标题
DOI：
10.1038/nature22077
复制
发表时间：
2017-05-18
期刊：
影响因子：
64.8
通讯作者：
Sheen J
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Liu KH;Niu Y;Konishi M;Wu Y;Du H;Sun Chung H;Li L;Boudsocq M;McCormack M;Maekawa S;Ishida T;Zhang C;Shokat K;Yanagisawa S;Sheen J
营养信号整合和协调基因表达、新陈代谢和生长。然而，在植物和动物中，其主要的分子机制仍然不完全清楚。在这里，我们报道了由硝酸盐触发的新的钙信号，并在拟南芥的叶片和根中实时成像了一个超灵敏的生物传感器。硝酸盐敏化和靶向的功能基因组筛选确定亚组III钙离子感受器蛋白激酶(CPK)是协调初级硝酸盐反应的主调节因子。通过与工程CPK10(M141G)激酶的化学开关，可以对cpk10、30、32进行条件分析，以定义与硝酸盐相关的全面调控和发育程序，从而避免胚胎死亡。Nitor-CPK信号转导途径可磷酸化保守的NIN样蛋白(NLP)转录因子(TF)，以确定下游转录因子、转运蛋白、N同化、C/N代谢、氧化还原、信号传递、激素和增殖等基因集的重编程。有条件的cpk10、30、32和nlp7类似地损害硝酸盐刺激的全系统地上部的生长和根的建立。营养耦合的钙信号网络将转录组和细胞代谢与茎-根协调和发育可塑性整合在一起，决定了器官的生物量和结构。
Nutrient signalling integrates and coordinates gene expression, metabolism and growth. However, its primary molecular mechanisms remain incompletely understood in plants and animals. Here we report novel Ca2+ signalling triggered by nitrate with live imaging of an ultrasensitive biosensor in Arabidopsis leaves and roots. A nitrate-sensitized and targeted functional genomic screen identifies subgroup III Ca2+-sensor protein kinases (CPKs) as master regulators orchestrating primary nitrate responses. A chemical switch with the engineered CPK10(M141G) kinase enables conditional analyses of cpk10,30,32 to define comprehensive nitrate-associated regulatory and developmental programs, circumventing embryo lethality. Nitrate-CPK signalling phosphorylates conserved NIN-LIKE PROTEIN (NLP) transcription factors (TFs) to specify reprogramming of gene sets for downstream TFs, transporters, N-assimilation, C/N-metabolism, redox, signalling, hormones, and proliferation. Conditional cpk10,30,32 and nlp7 similarly impair nitrate-stimulated system-wide shoot growth and root establishment. The nutrient-coupled Ca2+ signalling network integrates transcriptome and cellular metabolism with shoot-root coordination and developmental plasticity in shaping organ biomass and architecture.
登录
查看更多内容
DOI：
10.1093/bioinformatics/btu638
发表时间：
2015-01-15
期刊：
Bioinformatics (Oxford, England)
影响因子：
--
作者：
Anders S;Pyl PT;Huber W
通讯作者：
Huber W
影响因子：
20.5
作者：
Boudsocq, Marie;Sheen, Jen
通讯作者：
Sheen, Jen
影响因子：
56.9
作者：
Alonso, JM;Stepanova, AN;Ecker, JR
通讯作者：
Ecker, JR
影响因子：
64.8
作者：
通讯作者：
--
影响因子：
5.6
作者：
Curran A;Chang IF;Chang CL;Garg S;Miguel RM;Barron YD;Li Y;Romanowsky S;Cushman JC;Gribskov M;Harmon AC;Harper JF
通讯作者：
Harper JF