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Elucidation of the cooperative DNA recognition mechanism of transcription factors in brassinosteroid-responsive gene regulation

阐明油菜素类固醇响应基因调控中转录因子的协同DNA识别机制

基本信息

批准号：
21H02114
负责人：
宮川拓也
金额：
$ 11.15万
依托单位：
Kyoto University (2022-2023)The University of Tokyo (2021)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

ブラシノステロイド（BR）は植物の多岐にわたる成長過程を総じて促進的に調節する植物ホルモンである。BRの生理作用に必要な遺伝子セットの発現調節を担うマスター転写因子BIL1/BZR1がBR応答性遺伝子のプロモーター上の塩基配列に結合し、その転写を制御する分子実態はまだ十分に理解されていない。本研究により、BIL1/BZR1のDAP-seqデータとDNAマイクロアレイデータの統合解析に基づき、BIL1/BZR1が単独で結合可能なNN-BRRE-core配列をプロモーター上にもつ遺伝子は転写が抑制され、この配列への親和性がさらに外側の核酸塩基の種類に大きく影響を受けることが示された。そこで本年度は、この外側の核酸塩基の影響を定量的に評価した。さらに、BIL1/BZR1と各種DNAとの複合体構造から、NN-BRRE-core配列に対する結合親和性の調節に必要なDNAの形状読み取り機構に寄与するアミノ酸残基を検討し、プロトプラストを用いた一過性発現レポーターアッセイ等により、DNA主鎖リン酸基との相互作用ネットワーク形成に関わる2つのアミノ酸残基がこの機構において重要であることを特定した。以上の成果より、BIL1/BZR1による直接的なBR応答遺伝子の発現誘導では、BIL1/BZR1単独での比較的弱い結合、延いては他の転写因子や共役因子との協働等によりBIL1/BZR1をプロモーター上に誘引する仕組みが存在する可能性が考察された。本研究ではまた、BIL1/BZR1と他の転写因子のDAP-seqデータから選定した複数の転写因子に着目し、酵母ツーハイブリッド法等による相互作用解析を行い、BIL1/BZR1と相互作用する複数の転写因子が見出された。

The plant growth process is regulated by the diversity of plant species. The molecular state of BR is well understood due to its physiological role in the regulation of the development of BRs and the binding and control of BRs by the BIL1/BZR1 factor. In this study, BIL1/BZR1 DAP-seq molecules and DNA fragments were analyzed by DNA sequencing. BIL1/BZR1 alone may bind to NN-BRRE-core sequences. This year's quantitative evaluation of the effects of the outer nucleic acid residues In addition, BIL1/BZR1 and various DNA complexes are structurally different, NN-BRRE-core alignment is necessary for regulation of binding affinity, DNA shape is necessary for selection of mechanism, and acid residues are temporarily detected in the use of BIL1/BZR1. These results indicate that BIL1/BZR1 can induce the expression of direct BRT gene, and BIL1/BZR1 can induce the expression of BRT gene independently, but BIL1/BZR1 can induce the expression of BRT gene independently. In this study, the interaction analysis of BIL1/BZR1 and other writing factors was carried out. The interaction analysis of BIL1/BZR1 and other writing factors was carried out.