TY - JOUR

T1 - Поиск участников сигнального пути ауксина к его транспортерам PIN на основе метаанализа транскриптомов, индуцированных ауксином

AU - Kovrizhnykh, V. V.

AU - Mustafin, Z. S.

AU - Bagautdinova, Z. Z.

N1 - Коврижных В.В., Мустафин З.С., Багаутдинова З.З. Поиск участников сигнального пути ауксина к его транспортерам PIN на основе метаанализа транскриптомов, индуцированных ауксином // Вавиловский журнал генетики и селекции. - 2021. - Т. 18. - № 1. - С. 39-45

PY - 2021/1

Y1 - 2021/1

N2 - Активный полярный транспорт гормона растений ауксина, осуществляемый его транспортерами, - ключевое звено в формировании и поддержании распределения ауксина, которое, в свою очередь, определяет морфогенез растения. Пластичность распределения ауксина в большой степени реализуется через молекулярно-генетическую регуляцию им экспрессии транспортеров семейства PIN-FORMED (PIN) белков. Регуляция ауксином экспрессии чувствительных к нему генов происходит через ARF-Aux/IAA-зависимый сигнальный путь. Однако неизвестно, какие ARF-Aux/IAA белки участвуют в регуляции ауксином экспрессии генов PIN. У Arabidopsis thaliana семейства белков PIN, ARF и Aux/IAA многочисленны, возможны различные комбинации представителей этих семейств в реализации сигнального пути, что создает сложность для понимания механизмов этого процесса. Использование данных высокопроизводительного секвенирования транскриптомов, индуцированных ауксином (RNA-Seq), делает возможным обнаружение генов-кандидатов, участвующих в регуляции экспрессии белков PIN. Мы разработали алгоритм метаанализа ауксин-индуцированных транскриптомов, с помощью которого отобрали гены, изменяющие свою экспрессию в ответе на ауксин вместе с PIN1, PIN3, PIN4, PIN7, и предсказали возможные регуляторы ARF-Aux/IAA сигнального пути для каждого из дифференциально экспрессирующихся PIN. Применяя сравнительный анализ, мы определили общие и специфичные аспекты в регуляторных контурах, исследуемых PIN. Реконструкция генных сетей и их оценка показали возможные взаимодействия между генами и послужили дополнительным подтверждением большинства сигнальных путей, полученных в метаанализе. С помощью комплексного подхода мы предсказали, что регуляция ауксином экспрессии PIN происходит через несколько ARF-Aux/IAA регуляторных контуров, опосредованных комбинацией ARF4, ARF10 и IAA4, IAA12, IAA17, IAA18 и IAA32. Часть из них являются специфичными при формировании ауксинового ответа с участием отдельных белков PIN, тогда как другие - общими для нескольких белков PIN. Разработанный алгоритм метаанализа можно применять для решения других задач поиска регуляторов экспрессии генов с привлечением полногеномных данных.

AB - Активный полярный транспорт гормона растений ауксина, осуществляемый его транспортерами, - ключевое звено в формировании и поддержании распределения ауксина, которое, в свою очередь, определяет морфогенез растения. Пластичность распределения ауксина в большой степени реализуется через молекулярно-генетическую регуляцию им экспрессии транспортеров семейства PIN-FORMED (PIN) белков. Регуляция ауксином экспрессии чувствительных к нему генов происходит через ARF-Aux/IAA-зависимый сигнальный путь. Однако неизвестно, какие ARF-Aux/IAA белки участвуют в регуляции ауксином экспрессии генов PIN. У Arabidopsis thaliana семейства белков PIN, ARF и Aux/IAA многочисленны, возможны различные комбинации представителей этих семейств в реализации сигнального пути, что создает сложность для понимания механизмов этого процесса. Использование данных высокопроизводительного секвенирования транскриптомов, индуцированных ауксином (RNA-Seq), делает возможным обнаружение генов-кандидатов, участвующих в регуляции экспрессии белков PIN. Мы разработали алгоритм метаанализа ауксин-индуцированных транскриптомов, с помощью которого отобрали гены, изменяющие свою экспрессию в ответе на ауксин вместе с PIN1, PIN3, PIN4, PIN7, и предсказали возможные регуляторы ARF-Aux/IAA сигнального пути для каждого из дифференциально экспрессирующихся PIN. Применяя сравнительный анализ, мы определили общие и специфичные аспекты в регуляторных контурах, исследуемых PIN. Реконструкция генных сетей и их оценка показали возможные взаимодействия между генами и послужили дополнительным подтверждением большинства сигнальных путей, полученных в метаанализе. С помощью комплексного подхода мы предсказали, что регуляция ауксином экспрессии PIN происходит через несколько ARF-Aux/IAA регуляторных контуров, опосредованных комбинацией ARF4, ARF10 и IAA4, IAA12, IAA17, IAA18 и IAA32. Часть из них являются специфичными при формировании ауксинового ответа с участием отдельных белков PIN, тогда как другие - общими для нескольких белков PIN. Разработанный алгоритм метаанализа можно применять для решения других задач поиска регуляторов экспрессии генов с привлечением полногеномных данных.

KW - Arabidopsis thaliana

KW - Auxin

KW - Auxin-response genes

KW - Gene network

KW - Meta-analysis

KW - PIN-FORMED

UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85103798139&partnerID=8YFLogxK

UR - https://www.elibrary.ru/item.asp?id=44831856

U2 - 10.18699/VJ21.005

DO - 10.18699/VJ21.005

M3 - статья

C2 - 34901702

AN - SCOPUS:85103798139

VL - 25

SP - 39

EP - 45

JO - Вавиловский журнал генетики и селекции

JF - Вавиловский журнал генетики и селекции

SN - 2500-0462

IS - 1

M1 - 4

ER -