日本語AIでPubMedを検索
マスター転写因子NLP7の一過性のゲノムワイド相互作用が窒素応答カスケードを開始することを明らかにした
Transient genome-wide interactions of the master transcription factor NLP7 initiate a rapid nitrogen-response cascade.
PMID: 32123177 PMCID: PMC7052136. DOI: 10.1038/s41467-020-14979-6.
抄録
遺伝子制御ネットワーク（GRN）の動的なリプログラミングは、生物が環境の摂動に迅速に対応することを可能にします。しかし、転写因子（TF）とゲノム全体の標的との間の一過性の相互作用は、一般的に生化学的な検出が困難である。本研究では、時系列クロマチン免疫沈降法(ChIP-seq)やDNAアデニンメチル基転移酵素同定法(DamID-seq)を用いて、転写因子とゲノム全体の標的との間の安定な相互作用と過渡的な相互作用の両方を数分以内に捉えることに成功した。一過性のTFと標的の相互作用を捉えることで、植物における窒素シグナル伝達経路のマスターレギュレーターであるNIN-LIKE PROTEIN 7 (NLP7)の初期の作用機序が明らかになった。これらの一過性のNLP7標的は、時間的TF摂動を用いて根細胞で捕獲され、プランタではNLP7に結合していないNLP7制御遺伝子の50%を占めていた。その結果、NLP7の結合は初期の窒素応答TFを活性化することが明らかになった。ゲノム全体の窒素応答因子と標的の相互作用を捉えるアプローチは、あらゆる経路や生物のダイナミックなGRNモデルの検証に応用可能である。
Dynamic reprogramming of gene regulatory networks (GRNs) enables organisms to rapidly respond to environmental perturbation. However, the underlying transient interactions between transcription factors (TFs) and genome-wide targets typically elude biochemical detection. Here, we capture both stable and transient TF-target interactions genome-wide within minutes after controlled TF nuclear import using time-series chromatin immunoprecipitation (ChIP-seq) and/or DNA adenine methyltransferase identification (DamID-seq). The transient TF-target interactions captured uncover the early mode-of-action of NIN-LIKE PROTEIN 7 (NLP7), a master regulator of the nitrogen signaling pathway in plants. These transient NLP7 targets captured in root cells using temporal TF perturbation account for 50% of NLP7-regulated genes not detectably bound by NLP7 in planta. Rapid and transient NLP7 binding activates early nitrogen response TFs, which we validate to amplify the NLP7-initiated transcriptional cascade. Our approaches to capture transient TF-target interactions genome-wide can be applied to validate dynamic GRN models for any pathway or organism of interest.