安博体育举动全国当先的全科学范围学术出书社，细胞出书社特与“中国科学院青年革新煽动会”合营开设“青促会述评”专栏，以期增加学术互动，煽动国际调换。

　　2023年第二十一期（总第149期）专栏作品景观，由中国科学院遗传与发育生物学斟酌所青年斟酌员、中国科学院青年革新煽动会会员王冰，就Cell Systems中的论文楬橥述评。

　　植物是丰富的生物体系，其基因表达依赖于由转录因子（TFs）构成的丰富调控收集。转录因子举动调控基因转录的症结卵白质，正在植物的成长发育、困境呼应和代谢调控中起着主要用意。转录因子平凡由两一面成效域构成：DNA勾结机合域（DBDs）和转录效应机合域（TEDs），前者担当特异性勾结顺式调控元件，后者担当治疗转录。近年来，人们对全基因组水准上转录因子的勾结位点有了通俗的斟酌，而对TEDs的成效斟酌却相对滞后。基因调控收集（GRNs）的成效动态斟酌是体系生物学的一个主要方面，然而，因为目前还缺乏对转录因子治疗用意的体系斟酌，基因调控收集正在很大水准上仅基于转录因子勾结位点和RNA-seq的共表达新闻来构修。以是，将TEDs成效新闻整合到基因调控收聚积，可能尤其全数地剖析基因调控收集，也能帮帮人们更好地领悟丰富生物体系的内部机合和运行办法。

　　为长远领悟植物基因收聚积的转录调控机造，来自美国加利福尼亚大学伯克利分校的Patrick M. Shih熏陶团队体系地检测了拟南芥中403个转录因子的TEDs活性，为植物TEDs的潜正在生化特色供应了特其它见地，巩固了人们对丰富生物体系转录调控的剖析。该作品于6月21日楬橥正在Cell Press细胞出书社旗下期刊Cell Systems上。

　　斟酌职员最初对拟南芥中转录因子的转录效应机合域（TEDs）举行了周详了解。通过将403个TEDs与酵母Gal4-DNA勾结域（DBD）调解，斟酌团队告捷构修了一系列合成转录因子，即Gal4-TED调解卵白。斟酌挖掘，正在这些Gal4-TED调解卵白中，有166个拥有激活活性，53个拥有抑止活性（图1）。

　　（A）将截短的假定TEDs与酵母Gal4-DBD调解以获取合成转录因子文库。（B）本氏烟草叶片中403个合成转录因子的准则化GFP表达与配景讲述基因表达的联系。箭头指示强激活子Gal4-VP16的身分。（C）依据转录因子家族举行分组的准则化GFP表达，单个数据点代表了本斟酌中的单个TED。

　　通过与拟南芥中已有斟酌举行对比，斟酌职员验证了本斟酌设施的牢靠性。以氮呼应基因调控收集为例，初度构修了一个含有TF-DNA 勾结、RNA-seq 和TED活性数据的GRN，体系性揭示了转录因子正在拟南芥基因表达调控中的成效动态性（图2），并验证了正在烟草异源体系中所得TED活性同样合用于拟南芥自己，这些挖掘为人们对GRN的剖析迈出了主要一步。

　　GRN形容了转录因子和各自的靶基因，显示了呼应拟南芥硝酸盐的RNA丰采的变革。带有彩色角落的空心节点是本斟酌中拥有反式治疗活性的转录因子。目的基因是拥有玄限的白色末节点。角落代表基于实习验证的TFs与靶基因的DNA勾结，用TEDs活性数据（角落色彩）和预测的TF对其靶基因的影响（角落宽度）举行注解。绿色节点呈现中枢氮代谢基因。

　　TED活性的斟酌关于合成生物学拥有主要的行使价钱，能够扩展植物中合成生物学和基因工程用具的模块化。比方安博体育，本斟酌将花青素合成症结基因PAP1与拥有激活活性的TEDs调解，可能巩固花青素的合成（图3A-C）。另表，斟酌职员还操纵失活的dCas9和特异gRNA的启发景观，调控靶基因的表达（图3D、E）。这些结果解说，操纵TED活机能够更精准地把握基因表达安博体育，扩展了自然基因转录谱的动态周围，脱离了以前仅有VP16能够利用的束缚。这将为植物基因工程供应更通俗、更高效的用具，为植物的改善供应更精准的设施，从而胀励农业的可不断兴盛。

　　（A）强激活子与花青素主治疗因子PAP1的调解煽动花青素的形成。（B）花青素提取物的视觉呈现。（C）表达PAP1调解载体的本氏烟草叶片结构中花青素的含量。赤色框指示了Pap1的基准水准以及阳性比较Pap1-VP16的水准。（D）激活子与dCas9调解以治疗靶基因表达。三个gRNA将调解的dCas9-激活子定位到驱动GUS的合成启动子上。（E）调解的dCas9-激活子的转录物丰采有关于孤独的讲述载体的变革倍数。

　　斟酌职员进一步将植物中拥有激活活性的TED与Gal4-DBD调解，并正在酵母体系中表达，挖掘植物激活子正在酵母中同样拥有激活下游基因转录的成效（图4）。操纵酵母的机械研习模子ADpred对TEDs序列举行了解，挖掘植物与酵母的激活子拥有相像的序列特质，解说正在真核生物中存正在一类通用的转录激活机造。

　　（A）当植物激活子与GAL4-DBD调解时，能够诱导酵母自己启动子表达。（B）激活子和比较群体的100,000个纪录事务的GFP荧光强度分散。

　　综上所述，本斟酌通过体系性斟酌TED的活性，并将其整合到GRN中，揭示了植物基因表达形式的基础机造和成效动态，为长远剖析植物基因调控收集的分子机造供应了新的视角。另表，斟酌职员还呈现了TED正在合成生物学和基因工程范围的行使潜力，基于TED能够安排和构修更精准、高效的基因调控用具，从而完毕对植物基因表达的精准操控。这些挖掘将为作物育种、改善和农业坐褥的可不断兴盛供应新的途径，为咱们诱导了更宽大的斟酌空间和行使远景。

　　转录因子的转录效应机合域正在把握基因表达中发扬症结用意，然而目前对其成效的领悟还是匮乏，束缚了人们对基因调控收集的全数认知。为了正在丰富真核生物中绘造转录调控的全景图，本斟酌对高出400个拟南芥转录因子的潜正在转录效应机合域举行了体系性斟酌安博体育，以评估它们正在转录调控中发扬用意的才干。斟酌阐明转录效应子活性的数据能够整合到基因调控收聚积，进而揭示基因表达形式背后的成效动态性。另表，本斟酌进一步地呈现了判断获得的机合域正在基因工程中的行使潜力，并揭示了植物转录激活因子与远缘真核生物共享的落伍调控特质。斟酌结果为体系性了解转录因子正在基因组周围内的调控用意、长远领悟生物体系的转录调控道途供应了框架。

　　王冰，博士，中国科学院遗传与发育生物学斟酌所青年斟酌员景观，中国科学院青年革新煽动会2019届会员景观，中国科学院青年革新煽动会人命分会委员。盘绕植物激素的合成与信号转导赢得一系列原创性斟酌效率，打破独脚金内酯信号途径斟酌的瓶颈，揭示了一种全新的植物激素信号转导机造，挖掘独脚金内酯与烟素配合调控植物下胚轴伸长的新机造，阐理会植物激素独脚金内酯与零落酸协同调控水稻发育和耐逆的分子机造，修设了体表重组有成效的多亚基SCF E3复合体的平台。以第一或通信作家（含配合）正在Nature、Plant Cell、Mol Plant、PNAS、Annu Rev Plant Biol、Sci. China Life Sci等国际主流期刊楬橥斟酌论文和综述评述作品13篇，以配合作家正在Nature Biotechnology、Mol Plant、Plant Cell等期刊楬橥合营论文10篇，参加撰写植物激素学术专著《Hormone Metabolism and Signaling in Plants》。2021年获国度天然科学基金委卓越青年基金资帮，获第二届卓越女青年奖，控造The Innovation青年编委。

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