Developmental Cell | 植物激素油菜素内酯信号通路调控转录激活的机制

　　

     油菜素内酯（Brassinosteroid, BR）是调控植物的生长发育和抗性应答的重要类固醇激素。油菜素内酯通过一系列信号级联反应，将信号传递给下游转录因子BRASSINAZOLE-RESISTANT 1 (BZR1)，进而调控BR响应基因的转录。早在2005年，油菜素内酯和转录因子BZR1就被报道既可以抑制基因转录也可以激活基因转录。其中，BZR1通过与TOPLESS相互作用进而招募Histone deacetylase 19形成转录抑制复合体抑制BR响应基因的表达，因而BZR1抑制基因转录的机制已较为清楚。但BZR1激活BR响应基因表达的分子机制仍不清晰。

        2024年2月14日，我院李陈龙课题组与卡内基研究所王志勇课题组合作在国际著名学术期刊Developmental Cell发表了题为"The BAS chromatin remodeler determines brassinosteroid-induced transcriptional activation and plant growth in Arabidopsis"的研究论文。该研究发现BRAHMA-Associated SWI/SNF complexes (BAS)染色质重塑复合体决定了BZR1的转录激活能力，通过提高染色质可及性促进BR诱导的生长相关基因的转录激活。

        研究发现BR能够在拟南芥全基因组水平重塑染色质可及性，即增加BR诱导基因的染色质可及性，同时降低BR抑制基因的染色质可及性。进一步研究发现BZR1与BAS染色质重塑复合体相互作用并且特异地招募BAS到BR激活基因上提高染色质可及性进而激活转录。相反，BAS的缺失并不会损坏BZR1降低染色质可及性和抑制BR响应基因表达的能力，表明BAS染色质重塑复合体决定了BZR1的转录激活能力。最后，生理实验证明BZR1-BAS转录激活复合体介导的BR响应基因的激活对于植物的暗形态建成和正常的生长发育是不可或缺的。

    综上所述，该研究明确了BR信号通路转录激活活性的分子机制（图1）。这种分子机制为BR信号如何促进植物的多个生长和发育过程提供了长期以来追寻的机制性解释。同时，本研究促进了我们对多细胞生物如何通过调节染色质重塑因子来改变全局染色质可及性，进而协调调控各种发育程序所需的转录状态的认识。 

        我院李陈龙教授和Carnegie Institution的王志勇教授为该论文的共同通讯作者，李陈龙课题组博士生朱涛为论文第一作者。广州大学的黎家教授为本研究提供了bri1-701突变体材料，我院肖仕教授提供了原核表达载体。中山大学生命科学学院为第一作者单位。该研究得到了国家自然科学基金，中国博士后科学基金，广东省基础与应用基础研究联合基金，美国国立卫生研究院基金以及中央高校基本科研业务费的资助。

 

论文链接：

https://www.cell.com/developmental-cell/fulltext/S1534-5807(24)00041-8

https://authors.elsevier.com/a/1iba65Sx5gxkQY