환경 스트레스 반응에서 애기장대의 AtERF71/HRE2와 AtERF73/HRE1의 분자적 및 기능적 규명 Molecular and Functional Characterization of Arabidopsis AtERF71/HRE2 and AtERF73/HRE1 in Abiotic Stress Responses원문보기
식물에서 다양한 전사인자가 환경 스트레스 반응에 관련되어 있다. AtERF71/HRE2 및 AtERF73/HRE1 단백질은 보존된 DNA-결합 도메인인 AP2/ERF을 가지는 AP2/ERF family에 속한다. 본 연구에서는 AtERF71/HRE2 및 AtERF73/HRE1의 분자적 기능을 규명하였다. AtERF71/HRE2는 저산소에 의해 발현이 증가하며, AtEF71/HRE2의 과발현 형질전환체가 침수에 대해 저항성을 보였다. AtERF71/HRE2의 전사 레벨은 저산소뿐만 아니라 ...
식물에서 다양한 전사인자가 환경 스트레스 반응에 관련되어 있다. AtERF71/HRE2 및 AtERF73/HRE1 단백질은 보존된 DNA-결합 도메인인 AP2/ERF을 가지는 AP2/ERF family에 속한다. 본 연구에서는 AtERF71/HRE2 및 AtERF73/HRE1의 분자적 기능을 규명하였다. AtERF71/HRE2는 저산소에 의해 발현이 증가하며, AtEF71/HRE2의 과발현 형질전환체가 침수에 대해 저항성을 보였다. AtERF71/HRE2의 전사 레벨은 저산소뿐만 아니라 NaCl, mannitol, ABA, MV에 의해 증가하였다. AtERF71/HRE2의 기능-소실 돌연변이체는 고염 및 mannitol 같은 삼투 스트레스에 더 높은 민감성을 보였으며, 고염 스트레스 조건에서 활성산소 축적도 더 높았다. 반면에, AtERF71/HRE2의 과발현 형질전환체는 침수는 물론 고염 및 mannitol, MV에 대해 더 높은 저항성을 보였으며, 고염 조건에서의 활성산소 축적도 더 낮았다. AtERF71/HRE2 단백질은 핵에 위치하며, C-말단이 전사활성화 활성에 필요하다. AtERF71/HRE2는 GCC box 및 DRE/CRT-의존적인 전사활성화 활성을 보였으며, 이는 AtERF71/HRE2가 GCC box 및 DRE/CRT를 경유하여 전사인자로서 기능을 할 것임을 시사한다. AtERF73/HRE1의 발현 또한 저산소 조건에서 강하게 증가하며, AtERF73/HRE1의 과발현 형질전환체는 침수에 대해 저항성을 보였다. AtERF73/HRE1은 DRE/CRT가 아닌 GCC box를 통해 전사활성화 활성을 보였다. AtERF73/HRE1의 121에서 211 aa 부위가 전사활성화 활성에 반응하는데, 이 부위는 다른 식물종의 상동체에서 보존되어 있으며 애기장대에서는 AtERF73/HRE1이 유일하다. AtERF73/HRE1의 과발현체는 세포분열의 증가로 인해 뿌리발달이 더 증가한 표현형을 보였다. 이러한 결과들은 AtERF73/HRE1이 저산소에 반응하고, 핵에서 전사활성인자로서 기능을 하며, 뿌리 분열조직에서의 세포분열 조절을 통해 뿌리 발달에서 중요한 기능을 한다는 것을 시사한다. 본 연구결과를 통해 AtERF71/HRE2가 저산소 스트레스와 삼투 스트레스 신호전달에 있어서 각각 GCC box와 DRE/CRT를 통한 전사활성인자로서 기능을 할 것임을 알 수 있었다. 그리고 AtERF73/HRE1은 저산소 스트레스 신호전달에 있어서 GCC box를 통해 전사활성인자로 역할을 할 것임을 알 수 있었다.
식물에서 다양한 전사인자가 환경 스트레스 반응에 관련되어 있다. AtERF71/HRE2 및 AtERF73/HRE1 단백질은 보존된 DNA-결합 도메인인 AP2/ERF을 가지는 AP2/ERF family에 속한다. 본 연구에서는 AtERF71/HRE2 및 AtERF73/HRE1의 분자적 기능을 규명하였다. AtERF71/HRE2는 저산소에 의해 발현이 증가하며, AtEF71/HRE2의 과발현 형질전환체가 침수에 대해 저항성을 보였다. AtERF71/HRE2의 전사 레벨은 저산소뿐만 아니라 NaCl, mannitol, ABA, MV에 의해 증가하였다. AtERF71/HRE2의 기능-소실 돌연변이체는 고염 및 mannitol 같은 삼투 스트레스에 더 높은 민감성을 보였으며, 고염 스트레스 조건에서 활성산소 축적도 더 높았다. 반면에, AtERF71/HRE2의 과발현 형질전환체는 침수는 물론 고염 및 mannitol, MV에 대해 더 높은 저항성을 보였으며, 고염 조건에서의 활성산소 축적도 더 낮았다. AtERF71/HRE2 단백질은 핵에 위치하며, C-말단이 전사활성화 활성에 필요하다. AtERF71/HRE2는 GCC box 및 DRE/CRT-의존적인 전사활성화 활성을 보였으며, 이는 AtERF71/HRE2가 GCC box 및 DRE/CRT를 경유하여 전사인자로서 기능을 할 것임을 시사한다. AtERF73/HRE1의 발현 또한 저산소 조건에서 강하게 증가하며, AtERF73/HRE1의 과발현 형질전환체는 침수에 대해 저항성을 보였다. AtERF73/HRE1은 DRE/CRT가 아닌 GCC box를 통해 전사활성화 활성을 보였다. AtERF73/HRE1의 121에서 211 aa 부위가 전사활성화 활성에 반응하는데, 이 부위는 다른 식물종의 상동체에서 보존되어 있으며 애기장대에서는 AtERF73/HRE1이 유일하다. AtERF73/HRE1의 과발현체는 세포분열의 증가로 인해 뿌리발달이 더 증가한 표현형을 보였다. 이러한 결과들은 AtERF73/HRE1이 저산소에 반응하고, 핵에서 전사활성인자로서 기능을 하며, 뿌리 분열조직에서의 세포분열 조절을 통해 뿌리 발달에서 중요한 기능을 한다는 것을 시사한다. 본 연구결과를 통해 AtERF71/HRE2가 저산소 스트레스와 삼투 스트레스 신호전달에 있어서 각각 GCC box와 DRE/CRT를 통한 전사활성인자로서 기능을 할 것임을 알 수 있었다. 그리고 AtERF73/HRE1은 저산소 스트레스 신호전달에 있어서 GCC box를 통해 전사활성인자로 역할을 할 것임을 알 수 있었다.
Various transcription factors are involved in responses to environmental stresses in plants. AtERF71/HRE2 and AtERF73/HRE1 proteins, members of the Arabidopsis AP2/ERF family, contain a conserved AP2/ERF DNA-binding domain. Here, molecular functions of AtERF71/HRE2 and AtERF73/HRE1 were characterize...
Various transcription factors are involved in responses to environmental stresses in plants. AtERF71/HRE2 and AtERF73/HRE1 proteins, members of the Arabidopsis AP2/ERF family, contain a conserved AP2/ERF DNA-binding domain. Here, molecular functions of AtERF71/HRE2 and AtERF73/HRE1 were characterized. AtERF71/HRE2 expression was highly elevated under hypoxia condition, and AtERF71/HRE2-overexpressing transgenic plants (OXs) showed tolerance to flooding. Transcript level of AtERF71/HRE2 was highly increased by NaCl, mannitol, ABA, as well as hypoxia, and methyl viologen (MV) treatments. aterf71/hre2 loss-of-function mutants displayed higher sensitivity to osmotic stress such as high concentration of salts and mannitol, accumulating higher levels of reactive oxygen species (ROS) under salt stress. In contrast, AtERF71/HRE2 OXs showed tolerance to salt and mannitol as well as flooding, and MV stresses, exhibiting lower levels of ROS under salt stress than wild type. AtERF71/HRE2 protein was localized in the nucleus, and a C-terminal region of AtERF71/HRE2 was required for transcriptional activation activity. AtERF71/HRE2 showed GCC box- and DRE/CRT-dependent transcriptional activation activity, suggesting that AtERF71/HRE2 might act as a transcription factor via GCC box and DRE/CRT. AtERF73/HRE1 expression was also highly elevated under hypoxia condition, and AtERF73/HRE1 OXs showed tolerance to flooding. AtERF73/HRE1 showed transcriptional activation activity via GCC box but not DRE/CRT. The 121 to 211 aa region of AtERF73/HRE1 was responsible for the transcriptional activation activity, and the region was conserved among homologs of other species but unique in Arabidopsis. AtERF73/HRE1 OXs showed increased primary root length due to elevated root cell division. These results suggest that AtERF73/HRE1 is involved in the response to hypoxia, functioning as a transcription activator in the nucleus, and plays an important role in root development through regulation of root meristem cell division. Taken together, AtERF71/HRE2 might function as a transcriptional activator in hypoxic and oxidative stress signal transduction via GCC box and DRE/CRT, respectively. And AtERF73/HRE1 might have role in hypoxic signal transduction as a transcriptional activator via GCC box.
Various transcription factors are involved in responses to environmental stresses in plants. AtERF71/HRE2 and AtERF73/HRE1 proteins, members of the Arabidopsis AP2/ERF family, contain a conserved AP2/ERF DNA-binding domain. Here, molecular functions of AtERF71/HRE2 and AtERF73/HRE1 were characterized. AtERF71/HRE2 expression was highly elevated under hypoxia condition, and AtERF71/HRE2-overexpressing transgenic plants (OXs) showed tolerance to flooding. Transcript level of AtERF71/HRE2 was highly increased by NaCl, mannitol, ABA, as well as hypoxia, and methyl viologen (MV) treatments. aterf71/hre2 loss-of-function mutants displayed higher sensitivity to osmotic stress such as high concentration of salts and mannitol, accumulating higher levels of reactive oxygen species (ROS) under salt stress. In contrast, AtERF71/HRE2 OXs showed tolerance to salt and mannitol as well as flooding, and MV stresses, exhibiting lower levels of ROS under salt stress than wild type. AtERF71/HRE2 protein was localized in the nucleus, and a C-terminal region of AtERF71/HRE2 was required for transcriptional activation activity. AtERF71/HRE2 showed GCC box- and DRE/CRT-dependent transcriptional activation activity, suggesting that AtERF71/HRE2 might act as a transcription factor via GCC box and DRE/CRT. AtERF73/HRE1 expression was also highly elevated under hypoxia condition, and AtERF73/HRE1 OXs showed tolerance to flooding. AtERF73/HRE1 showed transcriptional activation activity via GCC box but not DRE/CRT. The 121 to 211 aa region of AtERF73/HRE1 was responsible for the transcriptional activation activity, and the region was conserved among homologs of other species but unique in Arabidopsis. AtERF73/HRE1 OXs showed increased primary root length due to elevated root cell division. These results suggest that AtERF73/HRE1 is involved in the response to hypoxia, functioning as a transcription activator in the nucleus, and plays an important role in root development through regulation of root meristem cell division. Taken together, AtERF71/HRE2 might function as a transcriptional activator in hypoxic and oxidative stress signal transduction via GCC box and DRE/CRT, respectively. And AtERF73/HRE1 might have role in hypoxic signal transduction as a transcriptional activator via GCC box.
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