Phytochrome kiểm soát sự kiện splicing luân phiên nhau để điều hòa phản ứng với ánh sáng của cây Arabidopsis
Thứ tư, 07-01-2015 | 08:19:18
|
Nguồn: Hiromasa Shikata, Kousuke Hanada, Tomokazu Ushijima, Moeko Nakashima, Yutaka Suzuki, and Tomonao Matsushita. 2014. PNAS 30 -12-2014 vol. 111 no. 52: 18781–18786.
Thực vật đáp ứng với sự thay đổi môi trường nhờ kiểm soát tốt phản ứng với ánh sáng xung quanh nó thông qua nhiều photoreceptors, ví dụ như phytochrome. Người ta tin rằng bên cạnh sự hấp thu tia hồng ngoại, phytochrome còn kích hoạt phản ứng của cây đối với ánh sáng bằng cách điều hòa sự phiên mã của nhiều gen mục tiêu. Trong nghiên cứu này, tác giả chứng minh rõ ràng sự kiểm soát của phytochrome không chỉ trong phiên mã, mà còn trong sự kiện “splicing” luân phiên (cắt intron, nối những exon lại với nhau) trong cây Arabidopsis. Tác giả ghi nhận có 6,9% gen được chú giải đầy đủ trong genome cây Arabidopsis trải qua những thay đổi cực nhanh nội dung splicing luân phiên trong điều kiện phản ứng với tia hồng ngoại – và đặc điểm bị lệ thuộc của phytochrome. Kết quả còn chứng minh phytochrome điều hòa cùng một lúc hai khía cạnh khác nhau của sự thể hiện gen, đó là phiên mã (transcription) và sự kiện cắt dán luân phiên (alternative splicing) đáp ứng với ánh sáng của thực vật.
Thực vật kiểm tra điều kiện ánh sáng xung quanh nhờ sử dụng nhiều photoreceptors có tính chất thông tin, bao gồm phytochrome hấp thu tia hồng ngoại và tia “far-red”. Phytochrome điều hòa sự phiên mã những gen có chức năng đáp ứng với ánh sáng nhờ điều chỉnh cho đúng hoạt động của nhiều yếu tố phiên mã. Tác giả cung cấp chứng cớ rằng phytochrome làm thay đổi có ý nghĩa sự kiện AS (alternative splicing) ở mức độ genomic trong cây Arabidopsis, cho đến mức độ gần như giống nhau khi ảnh hưởng đến các mức độ phiên mã có tính chất “steady-state”. Phân tử mRNA được phân tích chuỗi trình tự cho thấy có 1.505 gen chịu đựng được thay đổi của AS của nó và và 1.678 gen chịu đựng được những profile của phân tử transcript có tính chất “steady-state”, trong vòng 1 giờ trong tia hồng ngoại theo cách đáp ứng của phytochrome. Hơn nữa, các gen “splicing factor” là mục tiêu tím hiểu đầu tiên của sự kiểm soát AS nhờ phytochrome, trong khi gen mã hóa những yếu tố phiên mã là mục tiêu trực tiếp của sự điều hòa sự phiên mã phytochrome. Họ minh chứng những thay đổi phytochrome bị kích hoạt ra sao trong AS của những gen có liên quan đến sự kiện RNA splicing, truyền tín hiệu phytochrome, đồng hồ sinh học, và quang hợp. Thêm vào đó, họ chứng minh rằng những thay đổi của AS bởi kích hoạt của phytochrome đối với SPA1-RELATED 3, thể regulator có tính chất tiêu cực trong truyền tín hiệu ánh sáng, đã góp phần xét về sinh lý học vào việc tăng cường sự phát sinh hình thái quang hợp (photomorphogenesis). Cuối cùng, những thí nghiệm sinh lý quang hợp như vậy chứng minh rằng phytochrome chuyển đi tín hiệu từ domain có tính chất photosensory của nó để kích hoạt những thay đổi của AS tùy thuộc vào ánh sáng nào trong nhân. Với những dữ liệu nêu trên, họ chứng minh được phytochrome kích thích trực tiếp AS cascades cùng một lúc với transcriptional cascades để điều hòa đáp ứng với ánh sáng của Arabidopsis.
Xem: http://www.pnas.org/content/111/52/18781.abstract.html?etoc
GS. Bùi Chí Bửu lược dịch.
Hình 2. Mô tả cascade truyền tín hiện ban đầu của phytochrome điều hòa sự thể hiện gen khi đáp ứng với tia hồng ngoại. Mũi tên đỏ chỉ lộ trình điều hòa của AS; mũi tên xanh chỉ lộ trình điều hòa sự phiên mã. |
Trở lại In Số lần xem: 2121 |
[ Tin tức liên quan ]___________________________________________________
|