A cell‐type‐specific regulon controlling monoterpene indole alkaloid biosynthesis with feedback and feedforward activation loops
Notice bibliographique
Résumé
Monoterpene indole alkaloids (MIA) are a diverse class of plant natural products produced by a subset of lineages within the Asterid clade of eudicots. The diversity of MIAs provides a unique opportunity to study not only the evolution of biosynthetic genes but also their regulation. In this study, we investigate the cell type specificity of biosynthetic genes and coexpressed transcription factors (TFs) in two MIA-producing Asterid species, Catharanthus roseus, a well-studied MIA-producing species, and Camptotheca acuminata, which belongs to an early-diverging lineage of the Asterid clade. We generated single-cell RNA-seq data from the C. acuminata stem, the primary site of camptothecin biosynthesis. We found that MIA biosynthetic genes in C. acuminata are specific to exceptionally rare cell populations. We discovered MYB and bHLH TFs coexpressed in the same cell types as MIA biosynthetic genes in the C. acuminata stem. Interestingly, the C. roseus orthologs of these TFs are idioblast-specific and activate MIA biosynthetic genes in C. roseus upon overexpression. We constructed an extended gene regulatory network for the idioblast metabolic regulon in C. roseus, which contains both feedback and feedforward activation loops. This study demonstrates co-option of the same clades of TFs for regulation of cell-type-specific MIA biosynthesis across two Asterid species separated by c. 115 million years of evolution. Investigating cell-type-specific TFs that are coexpressed with biosynthetic genes across multiple species is a powerful strategy to increase the power for the discovery of plant metabolic regulators.
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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 ».