植物的側(cè)生器官邊界區(qū)將葉片等側(cè)生器官（分化細(xì)胞）與頂端分生組織（干細(xì)胞）分隔開，確保器官的形成和干細(xì)胞的維持。此外，器官邊界區(qū)產(chǎn)成側(cè)生分生組織，進(jìn)而形成側(cè)芽，影響植物株型的建成。但由于邊界區(qū)細(xì)胞數(shù)量較少，表型不易觀察，因此對(duì)邊界區(qū)形成的正反向遺傳學(xué)研究都很困難，使得我們對(duì)邊界區(qū)形成的調(diào)控機(jī)理知之甚少。
中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所焦雨鈴課題組通過系統(tǒng)生物學(xué)的方式對(duì)擬南芥器官邊界區(qū)的形成進(jìn)行了研究。該研究獲得了低豐度的邊界區(qū)細(xì)胞特異的基因表達(dá)圖譜，并利用高通量酵母單雜交技術(shù)篩選了基因組范圍的蛋白質(zhì)-DNA相互作用。二者的結(jié)合及后續(xù)的基因功能分析，鑒定了一批新的影響邊界區(qū)建立和側(cè)生分生組織形成的調(diào)節(jié)基因，并解析了調(diào)節(jié)基因之間的上下游調(diào)控關(guān)系，構(gòu)建了擬南芥邊界區(qū)和側(cè)芽發(fā)生相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)。該系統(tǒng)生物學(xué)研究獲得的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)了新的基因功能，鑒定了多個(gè)轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合的啟動(dòng)子熱點(diǎn)區(qū)，將極大加強(qiáng)對(duì)基本發(fā)育過程的深入了解，促進(jìn)對(duì)邊界區(qū)建成和側(cè)生分生組織形成的分子機(jī)制研究。
該研究結(jié)果于10月31日在線發(fā)表于Molecular Systems Biology。焦雨鈴課題組的助理研究員田彩環(huán)為第一作者。該研究得到了農(nóng)業(yè)部轉(zhuǎn)基因?qū)ｍ?xiàng)、科技部重大研究計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、中科院“百人計(jì)劃”以及植物基因組學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的資助。
圖1. 擬南芥邊界區(qū)基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)
