Transcriptional regulation of LUX by CBF1 mediates cold input to the circadian clock in Arabidopsis.
Transcriptional regulation of LUX by CBF1 mediates cold input to the circadian clock in Arabidopsis.
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DOI：
10.1016/j.cub.2014.05.029
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发表时间：
2014-07-07
期刊：
影响因子：
9.2
通讯作者：
Kay, Steve A.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chow, Brenda Y.;Sanchez, Sabrina E.;Breton, Ghislain;Pruneda-Paz, Jose L.;Krogan, Naden T.;Kay, Steve A.
昼夜节律时钟使生物体能够预测环境的日常变化，以增强整体健康水平。转录因子 (TF) 在分子机制中发挥着重要作用，但其描述不完整，可能是由于功能冗余、基因家族增殖和/或缺乏特定背景的分析。为了克服这些问题，我们使用 LUX ARRYHTHMO (LUX) 基因启动子作为针对拟南芥 TF 文库的诱饵进行了高通量酵母单杂交筛选。 LUX 是一个独特的基因，因为它的突变会导致严重的时钟缺陷，并且转录本在寒冷条件下仍能保持高振幅循环。我们报道了充分表征的冷诱导 C 重复序列 (CRT)/干旱响应元件 (DRE) 结合因子 CBF1/DREB1b 是 LUX 的转录调节因子。我们发现 CBF1 结合 LUX 启动子中的 CRT，并且两个基因在时间和空间表达上重叠。 CBF1 过度表达会导致 LUX 上调，还会改变其他时钟基因转录本。包括 CRT 和 Evening Element (EE) 在内的 LUX 启动子区域足以在寒冷条件下进行高振幅转录循环，并且冷驯化的 lux 幼苗对冷冻胁迫敏感。我们的数据显示，冷信号传导通过 CBF 介导的 LUX 表达调节整合到生物钟中，从而定义了一种新的生物钟温度输入转录机制。
Circadian clocks allow organisms to anticipate daily changes in the environment to enhance overall fitness. Transcription factors (TFs) play a prominent role in the molecular mechanism but are incompletely described possibly due to functional redundancy, gene family proliferation, and/or lack of context-specific assays. To overcome these, we performed a high-throughput yeast one-hybrid screen using the LUX ARRYHTHMO (LUX) gene promoter as bait against an Arabidopsis TF library. LUX is a unique gene because its mutation causes severe clock defects and transcript maintains high amplitude cycling in the cold. We report the well-characterized cold-inducible C-repeat (CRT)/drought-responsive element (DRE) binding factor CBF1/DREB1b is a transcriptional regulator of LUX. We show that CBF1 binds the CRT in the LUX promoter, and both genes overlap in temporal and spatial expression. CBF1 overexpression causes up-regulation of LUX and also alters other clock gene transcripts. LUX promoter regions including the CRT and Evening Element (EE) are sufficient for high amplitude transcriptional cycling in the cold, and cold-acclimated lux seedlings are sensitive to freezing stress. Our data show cold signaling is integrated into the clock by CBF-mediated regulation of LUX expression, thereby defining a new transcriptional mechanism for temperature input to the circadian clock.
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作者：
Harmer, SL;Hogenesch, LB;Kay, SA
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Kay, SA
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