DNA Methylation and Histone Modifications Regulate De Novo Shoot Regeneration in Arabidopsis by Modulating WUSCHEL Expression and Auxin Signaling
Notice bibliographique
Résumé
Plants have a profound capacity to regenerate organs from differentiated somatic tissues, based on which propagating plants in vitro was made possible. Beside its use in biotechnology, in vitro shoot regeneration is also an important system to study de novo organogenesis. Phytohormones and transcription factor WUSCHEL (WUS) play critical roles in this process but whether and how epigenetic modifications are involved is unknown. Here, we report that epigenetic marks of DNA methylation and histone modifications regulate de novo shoot regeneration of Arabidopsis through modulating WUS expression and auxin signaling. First, functional loss of key epigenetic genes-including METHYLTRANSFERASE1 (MET1) encoding for DNA methyltransferase, KRYPTONITE (KYP) for the histone 3 lysine 9 (H3K9) methyltransferase, JMJ14 for the histone 3 lysine 4 (H3K4) demethylase, and HAC1 for the histone acetyltransferase-resulted in altered WUS expression and developmental rates of regenerated shoots in vitro. Second, we showed that regulatory regions of WUS were developmentally regulated by both DNA methylation and histone modifications through bisulfite sequencing and chromatin immunoprecipitation. Third, DNA methylation in the regulatory regions of WUS was lost in the met1 mutant, thus leading to increased WUS expression and its localization. Fourth, we did a genome-wide transcriptional analysis and found out that some of differentially expressed genes between wild type and met1 were involved in signal transduction of the phytohormone auxin. We verified that the increased expression of AUXIN RESPONSE FACTOR3 (ARF3) in met1 indeed was due to DNA demethylation, suggesting DNA methylation regulates de novo shoot regeneration by modulating auxin signaling. We propose that DNA methylation and histone modifications regulate de novo shoot regeneration by modulating WUS expression and auxin signaling. The study demonstrates that, although molecular components involved in organogenesis are divergently evolved in plants and animals, epigenetic modifications play an evolutionarily convergent role in this process.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».