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.2014年6月18日;9(6):e100343。
doi:10.1371/journal.pone.0100343。 2014年电子收集。

OsDREB1b启动子调控区组蛋白H3的差异乙酰化促进冷应激期间染色质重塑和转录激活

附属公司

OsDREB1b启动子调控区组蛋白H3的差异乙酰化促进冷应激期间染色质重塑和转录激活

蒂潘·罗伊等。 公共科学图书馆一号. .

勘误表in

  • 《公共科学图书馆·综合》。2014;9(8):e105229

摘要

水稻DREB1同源基因OsDREB1b是由冷胁迫转录诱导的,OsDREB1b的过度表达导致对高盐和低温胁迫的耐受性增加。OsDREB1b的这种时空表达之前是启动子和基因激活上游区域染色质结构的变化。OsDREB1b基因的启动子和上游区域似乎排列成核小体阵列。OsDREB1b上游约700 bp区域的核小体定位显示,两个位于-610至-258之间的核小体和一个位于核心启动子和TSS的弱定位核小体。在冷胁迫下,上游区域的核小体排列发生了显著变化,顺式元件和核心启动子TATA盒附近的DNaseI超敏反应或MNase消化增加。ChIP测定显示组蛋白H3K9在整个基因座中高度乙酰化,而在H3K14ac和H3K27ac中观察到区域特异性增加。此外,在转录激活期间,启动子区域的RNA PolII占有率增加。OsDREB1b基因座的H3占有率没有显著变化,这抵消了低温胁迫期间核小体丢失的可能性。有趣的是,当逆境植物恢复到正常温度时,发现逆境诱导的OsDREB1b转录水平增强以及上游区域组蛋白H3乙酰化作用减弱。结果表明,在低温胁迫下,OsDREB1b基因的转录上调需要改变染色质构象。综合结果表明,在转录“关闭”状态下,OsDREB1b上游和启动子区域存在闭合的染色质构象。在寒冷胁迫期间,区域特异性组蛋白修饰标记的变化促进染色质结构的改变,以促进转录机制的结合,从而实现适当的基因表达。

PubMed免责声明

利益冲突声明

竞争利益:提交人声明,不存在相互竞争的利益。

数字

图1
图1。的表达式配置文件OsDREB1b公司OsDREB2a公司低温高盐胁迫条件下的基因表达。
的成绩单OsDREB1b公司OsDREB2a公司利用基因3′端产生的基因特异性探针,通过northern杂交分析对该基因进行监测。以水稻肌动蛋白基因(OSJNBa0005K07)为内对照。
图2
图2。基因启动子和上游区域核小体位置的定位OsDREB1b公司轨迹。
(A) ●●●●。随着MNase浓度的增加,从2–3周龄水稻幼苗中分离的染色质被部分消化,并用核心启动子区域(−74至−232)的DNA进行探测(B)启动子和上游区域核小体位置的测定OsDREB1b公司基于PCR的方法。核小体的位置是相对于OsDREB1b公司轨迹。G表示基因组DNA,M表示单核小体DNA,D表示双核小体DNA。黑色阴影的椭圆表示定位良好的核小体,灰色阴影的椭圆代表部分定位的核小体。
图3
图3。冷应激期间组蛋白H3修饰的改变。
组蛋白H3乙酰化(H3K9ac、H3K14ac和H3K27ac)在冷应激期间在(A)区域Ia(−232至−40)和区域III(+157至+307)(B)区域Ib(−415至−246)和区域II(−610至−440)的相对变化OsDREB1b公司基因。(C) 基因启动子和上游区域组蛋白修饰的相对变化OsDREB2a公司在冷应激期间。除(A)外,其他样本均采用实时PCR进行分析。将每个区域的平均值归一化为肌动蛋白启动子值。误差栏表示标准误差(SE),其中独立实验数(n) = 3.结果的重要性由学生的t吨试验和显著变化(P≤0.05)用*标记。(C) Western blot显示从对照和冷胁迫处理的水稻幼苗中分离的全细胞提取物中存在H3K9ac、H3K14ac和H3K27ac信号。
图4
图4。冷应激期间RNA聚合酶和核小体占有率的变化。
(A)启动子和编码区RNA Pol II结合的相对富集OsDREB1b公司和(B)OsDREB2a公司使用RNA Pol II CTD(8WG16)抗体通过ChIP分析测定。将ChIP数据归一化为肌动蛋白启动子值。误差栏表示标准误差(SE),其中独立实验数(n) = 3.结果的重要性由学生的t吨试验和显著变化(P≤0.05)用*标记。
图5
图5。启动子和上游区域染色质结构的变化OsDREB1b基因座采用微球菌核酸酶消化。
采用基于定量PCR的方法检测对照和冷应激处理细胞核(2小时和4小时)的MNase可及性。如图所示,用MNase(30 U/ml)消化细胞核以延长时间。将分离的DNA与启动子和上游区域特异性引物进行PCR反应。将每个时间点扩增的DNA数量归一化为时间0时的DNA数量,并绘制时间曲线,以比较降解速度。这里表示的数据是三个独立实验的平均值,使用标准误差线,统计显著值用*标记。(A和D)肌动蛋白启动子的降解速率;(B、C、D和E)OsDREB1b基因座.
图6
图6。基因启动子和上游区域DNase I可及性的变化OsDREB1b基因座.
用PCR方法检测对照和冷应激处理细胞核(2小时和4小时)的相对DNase I可及性。用DNase I(5 U/ml)消化细胞核,延长时间(0,3,6,10 min)。将分离的DNA与启动子和上游区域特异性引物进行PCR反应。将每个时间点扩增的DNA数量归一化为时间0时的DNA数量,并绘制时间曲线,以比较降解速度。肌动蛋白启动子(A和D)和OsDREB1b公司(B、C、D和E),这里表示的数据是三个独立实验的平均值,使用标准误差条。统计显著值用*标记。
图7
图7。的相对命运OsDREb1b公司冷暴露期间的转录和组蛋白修饰以及随后恢复到正常生长温度。
对17天龄水稻幼苗进行低温胁迫,然后恢复到正常生长温度6(A)OsDREB1b公司低温胁迫后植株恢复正常温度时的转录水平。(B、C和D)组蛋白修饰的比较OsDREB1b公司冷应激后恢复过程中的位点。这里表示的数据是三个独立实验的平均值,带有标准误差条。统计显著值用*标记。

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这项工作得到了生物技术部的支持;印度政府;赠款编号(BT/AB/05/02/2007)。迪潘·罗伊衷心感谢CSIR;印度政府,感谢他的奖学金[09/015(0412)/2010-EMR-I.]。作者衷心感谢Bose Institute对机构资金的支持。本手稿的内容仅由作者负责,不一定代表资助机构的官方观点。资助者在研究设计、数据收集和分析、决定出版或编写手稿方面没有任何作用。