トランスレーショナルコンポーネントはシロイヌナズナの高光、熱、寒さへの順応反応に寄与している

Translational Components Contribute to Acclimation Responses to High Light, Heat, and Cold in Arabidopsis.

• Antoni Garcia-Molina
• Tatjana Kleine
• Kevin Schneider
• Timo Mühlhaus
• Martin Lehmann
• Dario Leister

抄録

植物の代謝は、生物学的変化に順応する間に広く再プログラムされる。これまでの研究のほとんどは、標準的なストレス条件から単一のストレス条件への移行に焦点を当てていた。本研究では、光、熱、寒冷のストレスに順応する過程を系統的に解析し、脱順応時の可逆性を評価している。メタボロームとトランスクリプトームの変化を11の異なる時点でモニターした。トランスクリプトームの変化とは異なり、代謝物レベルの変化のほとんどは、寒冷順化の場合を除き、容易にベースライン値に戻ることはなかった。高光と寒冷への（脱）順応時には、同様の制御ネットワークが作動しているが、暑さと高光の応答は、サプライズ解析と条件付きネットワーク解析によって決定されたように、同様のダイナミクスを示した。ここで試験したすべての順応モデルにおいて、条件付きトランスクリプトームネットワークのスーパーハブは翻訳に関与する成分、特にリボソームに富むことがわかった。このことから、リボソームは3つの異なる（脱）順応反応を制御するための共通の中心的なハブとして機能していることが示唆される。

Plant metabolism is broadly reprogrammed during acclimation to abiotic changes. Most previous studies have focused on transitions from standard to single stressful conditions. Here, we systematically analyze acclimation processes to levels of light, heat, and cold stress that subtly alter physiological parameters and assess their reversibility during de-acclimation. Metabolome and transcriptome changes were monitored at 11 different time points. Unlike transcriptome changes, most alterations in metabolite levels did not readily return to baseline values, except in the case of cold acclimation. Similar regulatory networks operate during (de-)acclimation to high light and cold, whereas heat and high-light responses exhibit similar dynamics, as determined by surprisal and conditional network analyses. In all acclimation models tested here, super-hubs in conditional transcriptome networks are enriched for components involved in translation, particularly ribosomes. Hence, we suggest that the ribosome serves as a common central hub for the control of three different (de-)acclimation responses.

Copyright © 2020 The Author(s). Published by Elsevier Inc. All rights reserved.