Plant & zo
Plantenwetenschap en meer
Genexpressie een kwestie van regulatie
Expressie van genen is gereguleerd op meerdere niveaus. Het bekendste hiervan zijn de transcriptie factoren, gen aan/uitzetters. Daarnaast bepaald de toegankelijkheid van het DNA of een gen kan worden afgelezen of niet. Ook is regulatie op RNA-niveau bepalend of en welk gedeelte van het gen omgezet mag worden in eiwit. Dan zijn er ook nog long-non-coding RNAs die zich bemoeien met de transcriptie zelf, veelal zorgend dat deze vertraagd of stopt. Kortom een heel arsenaal aan mogelijkheden om heel precies de expressie te reguleren. Nu hebben Poolse onderzoekers een nieuw soort regulator gevonden.
Het onderzoek begon met het bestuderen van wat de ontkieming van zaden vertraagt in een omgeving met veel zout. Daarvoor keken ze naar planten met en zonder gen DOG1, dat ontkieming vertraagt. In de aanwezigheid van zout ontkiemen planten met het DOG1 langzamer dan normaal. Maar dit was niet het geval in planten zonder het DOG1 gen. Terwijl zaden van planten die meer DOG1 eiwit aanmaken er juist nog langer erover doen.
Deze manier van reguleren was nog onbekend
Vervolgens keken de onderzoekers naar de expressie van de genen tijdens het ontkiemen in een omgeving met veel zout. En daar zagen ze iets opvallends. De regio op het DNA voor het DOG1 gen vertoonde een sterke expressie wanneer er spraken was van zout stress. Alleen zat daar geen bekend gen. Na analyse bleek dat dit stuk DNA meerdere long-non-coding RNAs te coderen, welke de onderzoekers PUPPIES noemde.
Nu was de grote vraag: wat doet PUPPIES? De onderzoekers zagen dat PUPPIES aanstaat wanneer er zout stress is. En staat PUPPIES aan dan staat DOG1 ook aan. Al is dat andersom niet het geval. DOG1 gaat ook aan wanneer er spaken is van hitte stress, maar PUPPIES blijven dan slapen. Meer transcriptie van PUPPIES zorgt dus voor meer transcriptie van DOG1 gedurende zout stress.
Het bleek dat de hogere transcriptie van PUPPIES ervoor zorgt dat meer moleculen polymerase II (het enzym dat de DNA-transcriptie in RNA verzorgd) bij het begin van het DOG1 gen komen. Wat uiteindelijk meer transcripties van het DOG1 gen maakt, en zo voor vertraging in zaad ontkieming zorgt. Deze manier van reguleren was nog niet bekend. Zo heeft onderzoek naar ontkieming gedurende zout stress ervoor gezorgd dat er een nieuwe manier van genregulatie is ontdekt.
Literatuur
Miguel Montez, Maria Majchrowska, Michal Krzyszton, Grzegorz Bokota, Sebastian Sacharowski, Magdalena Wrona, Ruslan Yatusevich, Ferran Massana, Dariusz Plewczynski, and Szymon Swiezewski (2023) Promoter-pervasive transcription causes RNA polymerase II pausing to boost DOG1 expression in response to salt. The EMBO Journal e112443 https://doi.org/10.15252/embj.2022112443
Plant en Zo 