Elucidating how drought stress reprograms genome activity
阐明干旱胁迫如何重新编程基因组活性
基本信息
- 批准号:10404087
- 负责人:
- 金额:$ 6.98万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2020
- 资助国家:美国
- 起止时间:2020-06-01 至 2023-05-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Project Summary
Organisms evolved to survive and reproduce in an environment that changes along many dimensions. As a
consequence, genomes respond to environmental stress through major alterations in gene expression. In
eukaryotes, environmental and developmental signals interact with the genome through chromatin, thus
understanding the role of chromatin structure in the activation of stress dependent gene expression programs
is crucial. Therefore, we need new studies dissecting the mechanisms controlling stress responses that are
well grounded in organismal physiology. Plants provide a unique opportunity to address this issue. To support
a sessile lifestyle, plants evolved sophisticated mechanisms to adjust their growth and physiology to confront
environmental challenges such as drought, a major limitation on plant growth. Importantly, both the frequency
and severity of droughts will likely increase in the near future due to climate change. In dry soil plant cells
experience osmotic stress which triggers the differential expression of thousands of genes, a reprogramming of
gene expression known as the osmotic stress response. Stressed plant tissues accumulate the hormone
abscisic acid (ABA), and ABA signaling further coordinates drought stress transcriptional responses. Despite
the massive scale of these transcriptional changes we know little about their accompanying regulation by
chromatin structure nor is it clear how ABA hormone signaling is integrated into the larger osmotic stress
response. Additionally, our knowledge of the transcriptional regulators mediating the osmotic stress response
is far from complete. Using the reference plant Arabidopsis thaliana, a powerful genetic model system, the
proposed research will uncover the regulatory program mediating the response to osmotic stress in plant roots.
The specific aims of the proposal are: (1) To test if osmotic stress driven changes in chromatin structure
prime the genome for subsequent stress hormone induced gene expression using cell type specific genomics.
(2) To carry out a focused RNAi screen to identify novel transcriptional regulators functioning in the osmotic
stress response. (3) To directly visualize the impact of osmotic stress on nuclear structure and dynamics using
confocal microscopy on live plant roots.
项目摘要
在沿着许多维度变化的环境中,生物体进化为生存和繁殖。作为
结果,基因组通过基因表达的重大改变来应对环境压力。在
真核生物,环境和发育信号通过染色质与基因组相互作用,因此
了解染色质结构在依赖性基因表达程序激活中的作用
至关重要。因此,我们需要新的研究,以剖析控制压力反应的机制
扎根于有机生理学。植物为解决这个问题提供了独特的机会。支持
植物是一种梗死的生活方式,发展了复杂的机制,以调整其生长和生理学以面对面
诸如干旱之类的环境挑战,对植物生长的主要限制。重要的是,两个频率
由于气候变化,干旱的严重程度可能会在不久的将来增加。在干燥的土壤植物细胞中
经历渗透应力,触发了数千个基因的差异表达,重新编程
基因表达称为渗透应激反应。压力的植物组织积累了激素
脱甲酸(ABA)和ABA信号进一步协调干旱应激转录反应。尽管
这些转录变化的巨大规模我们对它们伴随的法规的了解很少
染色质结构也不清楚ABA激素信号如何整合到较大的渗透应力中
回复。此外,我们对介导渗透应力反应的转录调节器的了解
远非完整。使用参考植物拟南芥,一种强大的遗传模型系统,
拟议的研究将揭示介导植物根部渗透应激的反应的监管计划。
该提案的具体目的是:(1)测试渗透压驱动染色质结构的变化是否导致
使用细胞类型的基因组学诱导基因组素养,用于随后的应激激素诱导基因表达。
(2)执行重点的RNAi屏幕以识别在渗透中起作用的新型转录调节器
压力反应。 (3)直接使用使用渗透压对核结构和动力学的影响
活植物根的共聚焦显微镜。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

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数据更新时间:2024-06-01
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