Promoter‐pervasive transcription causes RNA polymerase II pausing to boost DOG1 expression in response to salt
Genomy eukariotyczne są wszechobecnie transkrybowane przez polimerazę RNA II. Jednak molekularne i biologiczne implikacje takiego zjawiska są nadal w dużej mierze zagadkowe. Tutaj opisujemy niekodującą transkrypcję RNA powyżej genu DOG1 Arabidopsis thaliana, który reguluje reakcje na stres solny i jest kluczowym regulatorem spoczynku nasion. Odkryliśmy, że ekspresja genu DOG1 jest indukowana przez stres solny, powodując w ten sposób opóźnienie kiełkowania nasion. Odkrywamy rozległą aktywność transkrypcyjną promotora genu DOG1, który wytwarza różnorodne lncRNA. Te lncRNA, zwane PUPPIES, ulegają transkrypcji współkierunkowej i rozciągają się do regionu kodującego DOG1. Pokazujemy, że RNA PUPPIES reagują na stres solny i zwiększają ekspresję DOG1, co skutkuje opóźnionym kiełkowaniem. Ta pozytywna rola wszechobecnej transkrypcji PUPPIES na ekspresję genu DOG1 jest związana ze zwiększonym pauzowaniem polimerazy RNA II, wolniejszą transkrypcją i większym rozmiarem wybuchu transkrypcji. Odkrycia te podkreślają pozytywną rolę transkrypcji współkierunkowej w górę w kontrolowaniu dynamiki transkrypcji genów w dół. Streszczenie DOG1 jest kluczowym regulatorem spoczynku nasion roślin, którego ekspresja jest regulowana przez wiele mechanizmów. W tym przypadku stwierdzono, że stres solny indukuje wszechobecną transkrypcję lncRNA w regionie promotora DOG1, co skutkuje zwiększonym wstrzymaniem polimerazy II RNA, wolniejszą transkrypcją i zwiększoną ekspresją DOG1. Gen DOG1 ogranicza kiełkowanie nasion pod wpływem stresu solnego, niezależnie od jego funkcji w pierwotnym spoczynku. Region promotora DOG1 daje początek lncRNA PUPPIES reagującym na stres solny, które regulują ekspresję DOG1 w cis, opóźniając kiełkowanie. Współkierunkowa wszechobecna transkrypcja PUPPIES aktywuje ekspresję DOG1 poprzez zwiększone pauzy polimerazy RNA II i wzmocnione pękanie transkrypcji. Zidentyfikowany mechanizm regulacyjny obejmuje wzrost liczby cząsteczek RNA wytwarzanych w wyniku wybuchu transkrypcji DOG1, zwiększone przerwy i wolniejszą transkrypcję.
Artykuł:
EMBO Journal
Autorzy z PW:
Dariusz Plewczyński
Dyscyplina:
Rok wydania: