Investigation of a potential function of COR27 and COR28 in phytochrome-mediated chromatin remodelling

COR27 和 COR28 在光敏色素介导的染色质重塑中潜在功能的研究

基本信息

项目摘要

Light is one of the most important environmental factors controlling almost all aspect of plant growth and development. Plants possess a plethora of proteins involved in light perception and light signal transduction to sense and adapt to the light conditions in their environment. In addition, many factors involved in light signalling also have a function in crosstalk between different signalling pathways to integrate internal and external stimuli. Light signalling in plants begins with the perception of light quality and quantity by photoreceptors. Among them, phytochromes (phys) are mainly responsible for red- and far- red light-dependent responses. With COLD REGULATED GENE 27 (COR27), and its homologue COR28, we have identified two proteins that interact directly with phyA and phyB and play a role in light-dependent hypocotyl growth, induction of flowering, regulation of circadian rhythms, and freezing tolerance. Thus, they are likely involved in the integration of light and temperature signals. The cor27-2 cor28-2 double mutant is hypersensitive to red light in a phyB-dependent manner and flowers late under long-day conditions, while seedlings overexpressing COR27 or COR28 are hyposensitive to red light. Furthermore, we have shown that COR27 and COR28 are targets of the CONSTITUTIVELY PHOTOMORPHOGENIC 1/SUPPRESSOR OF phyA-105 (COP1/SPA) E3 ubiquitin ligase complex and stabilised by light, probably through photoreceptor-dependent inactivation of COP1/SPA. Recently, COR27 and COR28 were shown to bind to ELONGATED HYPOCOTYL 5 (HY5), a central transcription factor involved in light signalling, thereby repressing the transcriptional activity of HY5. However, RNAseq data and phenotypic analysis revealed that the effect of COR27 and COR28 on seedling development is largely independent of HY5. Therefore, the main pathways of COR27 and COR28 action remain elusive. In the proposed project, we plan to investigate the relevance of the direct association of COR27 and COR28 with phyA and phyB, and examine potential COR27/COR28 interaction partners that we recently identified by AP-MS and that point to a role of COR27 and COR28 in chromatin remodelling. Consequently, we aim to analyse whether COR27 and COR28 affect chromatin density and histone modifications, and we want to identify direct target genes of COR27 and COR28 using a ChIP-seq approach. Overall, the aim of the proposed project is to understand how phytochromes, COR27 and COR28, and factors involved in regulation of chromatin density and histone modifications act together to control light-regulated gene expression.
光是控制植物生长和发育几乎所有方面的最重要的环境因素之一。植物具有参与光感知和光信号转导的大量蛋白质,以感知并适应其环境中的光条件。此外,光信号传导中涉及的许多因素在不同信号通路之间的串扰中也有一个功能,以整合内部和外部刺激。植物中的光信号传导始于感光体对光质量和数量的感知。其中,植物色素(物理)主要负责红色和远红色的光依赖性反应。使用冷调节的基因27(COR27)及其同源性COR28,我们已经确定了两种与Phya和Phyb直接相互作用的蛋白质,并在光依赖性下胚轴生长,诱导开花,调节昼夜节律的调节以及冻结耐受性中发挥作用。因此,它们可能参与了光和温度信号的整合。 COR27-2 COR28-2双突变体以Phyb依赖的方式对红光过敏,在长期的条件下花后期花,而过表达Cor27或Cor28的幼苗对红光不敏感。此外,我们已经表明,COR27和COR28是组成型光生形态学1/PHYA-105(COP1/SPA)E3泛素连接酶复合物的抑制剂,并且可能通过光稳定,可能是通过光感受器依赖性cop1/spa的光感受器依赖性失活。最近,COR27和COR28被证明与伸长的低尾基5(HY5)结合,这是一种参与光信号传导的中央转录因子,从而抑制了HY5的转录活性。但是,RNASEQ数据和表型分析表明,COR27和COR28对幼苗发育的影响很大程度上与HY5无关。因此,COR27和COR28作用的主要途径仍然难以捉摸。在拟议的项目中,我们计划研究COR27和COR28与Phya和Phyb的直接关联,并检查我们最近由AP-MS确定的潜在COR27/COR28相互作用伙伴,这表明COR27和COR28在染色质重塑中的作用。因此,我们旨在分析COR27和COR28是否影响染色质密度和组蛋白的修饰,并希望使用CHIP-SEQ方法识别COR27和COR28的直接靶基因。总体而言,拟议项目的目的是了解植物色素,COR27和COR28以及涉及调节染色质密度和组蛋白修饰的因素如何共同控制光调节的基因表达。

项目成果

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