Məlumat

4.7: Tənzimləyici motivlər - Biologiya

4.7: Tənzimləyici motivlər - Biologiya


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Bir çox genomda yüksək dərəcədə qorunan funksional elementin başqa bir sinfi tənzimləyici motivləri ehtiva edir. Tənzimləyici motiv genomda dəfələrlə baş verən və bəzi tənzimləmə funksiyasını yerinə yetirən yüksək dərəcədə qorunan nukleotidlər ardıcıllığıdır. Məsələn, bu motivlər gücləndiriciləri, promotorları və ya digər genomik elementləri xarakterizə edə bilər.

Tənzimləyici motivlərin hesablanması

Genom üzrə tənzimləyici motivlərin qorunmasını ölçmək və yeni qeyd olunmamış motivləri tapmaq üçün hesablama üsulları hazırlanmışdır. Tanınmış motivlərə tez-tez yüksək konservasiya olan bölgələrdə rast gəlinir, ona görə də biz konservasiya üçün sınaqdan keçirərək və sonra tənzimləyici motivlər üçün imzalar tapmaqla sınaq gücümüzü artıra bilərik.

Məlum motivlər üçün konservasiya nümunəsini motivsiz bölgələrin “null modeli”nə qarşı qiymətləndirmək aşağıdakı imzanı verir:

Daxildə konservasiya:

Gal4 (məlum motiv bölgəsi)

Nəzarətlər

Bütün intergenik bölgələr

13%

2%
İntergenik: kodlaşdırma13%: 3%2%:7%
Yuxarı: aşağı axın12: 01:1

Gördüyümüz kimi, tənzimləyici motivləri olan bölgələr intergenik bölgələrdə və maraq geninin yuxarı axınında daha yüksək dərəcədə qorunma dərəcəsini göstərir.

Yeni motivləri tapmaq üçün aşağıdakı boru kəmərindən istifadə edə bilərik:

  • Ortada dəyişən ölçülü boşluq olan üç qeyri-degenerasiya simvoldan ibarət iki qrupdan ibarət "toxum" motivi seçin.
  • Toxum motivlərini sıralamaq üçün qoruma nisbətindən istifadə edin
  • Bir təpəyə qalxma alqoritmindən istifadə edərək toxumların ətrafındakı əsasları doldurmaq üçün toxum motivlərini genişləndirin.
  • Artıqlığı aradan qaldırmaq üçün klaster.

Motiflərin kəşfi və klasterin həyata keçirilməsi toxuma xüsusi motivlər, funksiyaya xas motivlər və əməkdaşlıq motivlərinin modulları kimi bir çox motiv siniflərinin kəşfinə səbəb olmuşdur.

Tənzimləyici motivlərin fərdi nümunələri

Gözlənilən motiv bölgələrini axtarmaq üçün biz əvvəlcə tənzimləyici motiv olduğundan şübhələnən bölgə üçün budaq uzunluğu xalını hesablaya bilərik və sonra bu xaldan bizə nəyinsə real motiv olma ehtimalına dair inam səviyyəsini vermək üçün istifadə edə bilərik.

Budaq uzunluğu hesabı (BLS) filogenetik ağacın budaqları üzərində verilmiş motivin sübutunu toplayır. Ağacdakı hər bir növdə motivin olması və ya olmaması modelini nəzərə alaraq, bu xal motivi ehtiva edən növləri birləşdirən alt ağacın ümumi budaq uzunluğunu qiymətləndirir. Bütün növlərdə motiv varsa, BLS 100% təşkil edir. Qeyd edək ki, daha uzaqdan əlaqəli növlərə daha yüksək bal verilir, çünki onlar daha uzun təkamül məsafəsini əhatə edir. Əgər proqnozlaşdırılan motiv bu qədər uzun bir təkamül dövrünü əhatə edibsə, çox güman ki, bu, təsadüfi təsadüf nəticəsində qorunub saxlanılan bölgə deyil, funksional elementdir.

Null model yaratmaq üçün nəzarət motivlərini seçə bilərik. Null model motivləri orijinal motivlə eyni kompozisiyaya malik, bir-birinə çox bənzəməyən və məlum motivlərdən fərqli seçilməlidir. Müəyyən bir BLS balında motivləri idarə etmək üçün motiv nümunələrinin fraksiyasını müqayisə edərək etimad xalını əldə edə bilərik.


Məkana xüsusi cis-tənzimləyici motivlər üzrə tədqiqatlar

Gen ifadəsi və tənzimlənməsi növlər arasında nümayiş olunan fenotipik əlamətlərin əsas təyinediciləridir. Gen ifadəsini idarə edən DNT ardıcıllığı elementləri növlərin morfologiyasının müəyyən edilməsində həlledici rol oynasa da, yalnız ardıcıllıq təhlili vasitəsilə cis-tənzimləyici elementlərin proqnozlaşdırılması çətin məsələ olaraq qalır. TATA qutusu və Təşəbbüs ardıcıllığı kimi bir neçə tənzimləyici elementin proksimal promouter daxilində xüsusi yerlərdə həddindən artıq təmsil olunduğu məlumdur. Bununla belə, bunun cis-tənzimləyici elementlər arasında nə dərəcədə baş verdiyi yaxşı başa düşülmür. Burada biz tənzimləmə funksiyası üçün meyar kimi məkana xas həddən artıq təqdimatdan istifadə edərək, bu cür funksional ardıcıllıq elementlərini aşkar etmək üçün genom miqyasında bir yanaşma tətbiq edirik. Təəccüblü dərəcədə çoxlu sayda tənzimləyici elementin transkripsiyanın başlanğıc sahəsi ilə bağlı həddən artıq yerli təmsilçilik nümayiş etdirdiyinə dair sübut təqdim edirik. Daha sonra bu xüsusiyyətdən proksimal promotorun müəyyən yerlərində həddindən artıq təmsil olunan yeni cis-tənzimləyici elementləri proqnozlaşdırmaq üçün istifadə edirik.

Transkripsiya tənzimlənməsi çox vaxt təcrid olunmuş şəkildə fəaliyyət göstərən tək zülal amilləri ilə deyil, çoxlu protein kompleksləri daxilində birlikdə fəaliyyət göstərən çoxsaylı transkripsiya faktorları ilə idarə olunur. Zülal-zülal qarşılıqlı təsirləri əsasən zülal strukturu ilə müəyyən edildiyi üçün, qarşılıqlı təsir edən amilləri birləşdirən motiv-cütlər arasında məkan üstünlüklərinin nümunələrini görəcəyik. Bununla belə, motivlər arasında bu cür məkan üstünlüklərini proqnozlaşdırmaq üçün üsullar olmadığından, bu cür qarşılıqlı əlaqələrin hərtərəfli qiymətləndirilməsi əvvəllər aparılmamışdır. Modelimiz verilmiş istinad nöqtəsinə nisbətən motivin mövqe xüsusiyyətlərini aşkar etmək üçün ümumi alət təqdim etdiyinə görə, genom miqyasında motiv cütləri arasında məsafə üstünlüklərini ölçmək üçün modelimizi genişləndirdik. Qarşılıqlı təsir göstərən zülal amillərini birləşdirən ardıcıl elementlər cütləri arasında tez-tez məkan asılılığının nümunələri olduğunu göstəririk. Qarşılıqlı təsir göstərən zülalları birləşdirən tənzimləyici motivlərin çox vaxt üstünlük təşkil etdiyi çoxlu motivlərarası məsafələrə malik olduğunu görürük və üstünlük verilən məsafələr arasındakı intervalların motiv cütləri arasında çox uyğun olduğunu göstəririk. Bu məsafəyə üstünlük verilən “mərhələlilik” təcrübi olaraq müəyyən edilmişdir ki, ətrafdakı ardıcıl intervallarda baş verir

8-10 bp, DNT cüt spiralının bir döngəsində təxminən nukleotidlərin sayına uyğundur. Bu tapıntı zülal amili-cütlərinin DNT molekulunun növbəsi ilə bağlı spesifik oriyentasiyada qarşılıqlı əlaqəyə meylini göstərir və qarşılıqlı təsir edən transkripsiya faktorlarını de novo bağlayan motiv cütlərini müəyyən etmək üçün əlverişli metod təklif edir.

Fərdi cis-tənzimləyici elementlərin son nəticədə gen ifadəsini idarə etdiyi mexanizmlər haqqında çox az şey bilinsə də, zamanla bu cür elementlərin necə təkamül etdiyi haqqında daha az şey məlumdur. Tək bir transkripsiya faktoru potensial olaraq genom üzrə yüzlərlə geni hədəfə ala bilər və beləliklə, bu cür zülalların bağlanma yaxınlıqlarında dəyişikliklər trans-faktorun tənzimlədiyi hədəf genlər dəstini qorumaq üçün çoxlu funksional yerlərdə çevrilmələrə səbəb olmalıdır. Buna görə də, belə dəyişikliklərin nadir hallarda və təkamül zamanı yavaş bir sürətlə baş verdiyi ehtimal edilir. Bu geniş yayılmış fərziyyəyə baxmayaraq, biz tapırıq ki, təəccüblü dərəcədə çox sayda cis-tənzimləyici elementlər nəsildən asılı olaraq konsensus ardıcıllığında əhəmiyyətli dəyişikliklərə məruz qalmışdır. Burada biz nümayiş etdiririk ki, genomik mənzərə yüksək dərəcədə uyğunlaşa bilir, üstünlük verilən tənzimləyici konsensus ardıcıllığında qlobal dəyişikliklərə sürətlə uyğunlaşır. Məkanla bağlı həddən artıq təmsilçilik nümayiş etdirən tənzimləyici elementlərə diqqət yetirərək, tənzimləyici elementlərin əhəmiyyətli bir hissəsinin, hətta yaxından əlaqəli euterianlar arasında da təkamül dəyişikliklərinə məruz qaldığını görürük. Bu tapıntılar növlər arasında müşahidə olunan inkişaf edən fenotiplərlə bağlı geniş təsirə malikdir.


Identifikasiyası a cis- ikincili divar biosintezinin əsas transkripsiya tənzimləyicisi olan MYB46 tərəfindən tanınan fəaliyyət göstərən tənzimləyici motiv

Birincili hüceyrə divarının bir çox aspektləri geniş şəkildə aydınlaşdırılsa da, ikincil divar biosintezi haqqında mövcud anlayışımız məhduddur. Bu yaxınlarda MYB46 transkripsiya faktoru ikincil divar biosintezinin əsas tənzimləyicisi kimi müəyyən edilmişdir. Arabidopsis thaliana. Bu MYB46 vasitəçiliyi ilə transkripsiya tənzimləməsini daha yaxşı başa düşmək üçün birbaşa hədəf genin promotor bölgəsini təhlil etdik, C3H14 səviyyəsində, MYB46 və müəyyən edilmiş a cis-MYB46 tərəfindən tanınan fəaliyyət göstərən tənzimləyici motiv. Bu MYB46-ya cavab verir cis-tənzimləyici element (M46RE) daha da səciyyələndirilmiş və səkkiz nukleotidli əsas motivə, RKTWGGTR olduğu göstərilmişdir. M46RE-nin MYB46-ya cavab verən transkripsiyası üçün lazımlı və kifayət olduğunu göstərmək üçün elektroforetik hərəkətliliyin dəyişməsi analizi, keçid transkripsiya aktivləşdirmə təhlili və xromatin immunopresipitasyon analizindən istifadə etdik. Genom miqyasında aparılan analiz, promotorlarda M46RE tezliyinin MYB46 tərəfindən tənzimlənən genlər arasında, xüsusən də ikincil divar biosintezində iştirak edən genlər qrupunda yüksək dərəcədə zənginləşdiyini müəyyən etdi.

Bu, abunə məzmununun, qurumunuz vasitəsilə girişin önizləməsidir.


Giriş

Eukaryotik hüceyrələr genetik məlumatın funksional zülallara çevrilməsinə dəqiq nəzarət etməyə imkan verən mürəkkəb tənzimləmə mexanizmlərindən istifadə edirlər. Bu mexanizmlərin tənzimləyici ardıcıllıqla necə kodlandığını başa düşmək həm sağlam hüceyrələrin necə işlədiyini, həm də hansı mutasiyaların onları xəstəliyə meylləndirə biləcəyini anlamaq üçün vacibdir. Transkripsiyaya nəzarətin başa düşülməsində çox irəliləyiş əldə edilmişdir. Bununla belə, mRNT bolluğu çox faydalı olsa da, zülal bolluğunu dəqiq proqnozlaşdırmaq üçün çox vaxt kifayət etmir [1-5]. Bu, transkripsiyadan sonra fəaliyyət göstərən tənzimləmə mexanizmlərinin, məsələn, tərcüməyə nəzarət edən mexanizmlərin mühüm rolunu əks etdirir.

RNT transkriptlərinin 5' tərcümə olunmamış bölgələri (UTR) tərcümədə əsas rol oynayır [6]. Tərcümə başlamasının standart skanlama modelinə görə, ribosom mRNT-nin 5' qapağına bağlanır və uyğun bir tərcümə başlanğıc sahəsi (TIS) tapana qədər 5'UTR boyunca skan edir, bu zaman o, zülal prosesinə başlayacaqdır. montaj [7,8]. Bu proses ümumiyyətlə sızan kimi təsvir edilir, çünki ribosom bir TIS-i keçə bilər. Ribosom güclü TIS-dən fərqli olaraq daha zəif TIS-i, yəni əlverişsiz ardıcıllıq konteksti ilə TIS-i atlama ehtimalı daha yüksəkdir [9]. Güclü TIS adətən Kozak konsensus GCC(A/G)CC-yə oxşar ardıcıllıqla əhatə olunan AUG başlanğıc kodonundan ibarət olacaq.AVGG [10], baxmayaraq ki, ikinci dərəcəli quruluş kimi digər xüsusiyyətlər də rol oynayacaqdır [11,12]. Ribosom tərəfindən TIS seçildikdən sonra, çərçivədə dayanma kodonu ilə qarşılaşana qədər tərcümə etməyə davam edəcəkdir. İnsan transkriptlərinin təqribən 50%-də kanonik kodlaşdırma ardıcıllığının yuxarı hissəsində TIS və müvafiq dayanma kodonu vardır, bu struktur adətən yuxarı axın açıq oxu çərçivəsi (uORF) kimi istinad edilir [13].

Skanlama prosesi tərcümənin tənzimlənməsi üçün mühüm təsirlərə malikdir. Birincisi, tənzimləyici motivlər skan edilən ribosoma kömək edərək və ya maneə törətməklə ümumi protein istehsalını artıra və ya azalda bilər. Məsələn, Kozak ardıcıllığına və ya uORF-lərə təsir edən tək nukleotid variantlarının (SNV) mRNT bolluğuna təsir etməsə belə, insanlar arasında protein bolluğunda əhəmiyyətli dəyişikliklərə səbəb olduğu göstərilmişdir [14]. Siçan hibrid sistemində də belə variantlara görə tərcümə səmərəliliyində fərqlər müşahidə edilmişdir [15]. Bundan əlavə, kanonik başlanğıc kodonunun (uTIS) yuxarı hissəsində yeni TIS təqdim edən mutasiyalar ribosomun dəyişdirilmiş zülalı çevirməsinə səbəb ola bilər. Bu ya kanonik zülalın uzadılmış versiyasına uyğun ola bilər, ya da yeni TIS kanonik başlanğıcla bağlı çərçivədən kənardırsa, tamamilə yeni və ehtimal ki, qeyri-funksional zülal. Nəticədə, 5'UTR-dəki variantlar xəstəliklərə kömək edə və ya hətta səbəb ola bilər və beləliklə, bu cür dəyişkənliyin təhlili klinik əhəmiyyətə malikdir [13,16-18].

Tərcüməni və 5'UTR-ni öyrənən hesablama ədəbiyyatının çoxu xüsusi bir giriş ardıcıllığı seqmentinin TIS kimi çıxış edib-etmədiyini təsnif etmək üçün metodların işlənib hazırlanmasına yönəlmişdir [19-23]. Bəzi tədqiqatlar ardıcıllıqla bir neçə TIS-dən hansının daha çox seçiləcəyini birbaşa bildirir [24], baxmayaraq ki, nəzəri olaraq bu kateqoriyaya aid bütün alətlər cüzi dəyişiklikdən sonra bu məqsəd üçün istifadə edilə bilər. Ümumiyyətlə, bu hesablama metodları seçdikləri tapşırıq üçün dəqiq proqnozlar verir. Bununla belə, onların məqsədi TIS-i təsnif etmək olduğundan, onlar konkret 5'UTR ardıcıllığının tərcüməyə ümumi təsirini hərtərəfli qiymətləndirmək üçün nəzərdə tutulmayıblar.

Bu yaxınlarda bütün 5'UTR ardıcıllığının tərcüməyə təsirinin daha tam kəmiyyətini təmin edən kütləvi paralel reportyor analizi (MPRA) hazırlanmışdır [25]. Xüsusilə, hər biri 50 nukleotid uzunluğunda olan 200.000-dən çox tamamilə təsadüfi 5'UTR ardıcıllığı yaradıldı və təkmilləşdirilmiş yaşıl flüoresan zülal kodlaşdırma ardıcıllığı ilə birləşdirildi. Polisom profilləşdirmə texnikasından istifadə edərək, hər bir ardıcıllıq üçün orta ribosom yükü (MRL), müəyyən bir RNT ilə əlaqəli ribosomların orta sayının metrikası və tərcümənin effektivliyi üçün proksi ölçüldü. Beləliklə, bu eksperimental quraşdırma kodlaşdırma ardıcıllığında və ya 3'UTR-dəki fərqlərə görə heç bir qərəz olmadan, çox müxtəlif 5'UTR motivlərinin MRL-yə birgə təsirini ölçməyə imkan verdi. Eyni təcrübə, uzunluğu 25 ilə 100 nukleotid arasında dəyişən təxminən 80.000 təsadüfi 5'UTR kitabxanası üçün əlavə edildi.

Bu məlumatlardan istifadə edərək, MRL-ni birbaşa 5'UTR ardıcıllığından proqnozlaşdıran konvolyusiya neyron şəbəkəsi modelləri, o cümlədən 50 nt uzunluğunda MPRA ardıcıllıqlarından istifadə edən bir model və dəyişən uzunluqlu MPRA məlumatlarından istifadə edən bir model öyrədildi. Bundan sonra onlar müvafiq olaraq Optimus50 və Optimus100 adlanacaqlar. Bu modellər öz test dəstlərində çox dəqiqdir və şübhəsiz ki, müxtəlif 5'UTR ardıcıllıq xüsusiyyətlərinin təsirini öyrənmək üçün qiymətli alətlərdir. Bununla belə, istifadə edilən xüsusi arxitektura nəticəsində Optimus modelləri mövqeyə xüsusi çəkiləri öyrənirlər (burada mövqe kanonik başlanğıc kodonu ilə müqayisədə müəyyən edilir). Nəticədə, heç bir model təlim məlumatlarında ən uzun ardıcıllıqdan daha uzun ardıcıllıqlar üçün proqnozlar verə bilməz. Daha uzun 5'UTR ardıcıllıqları modelə verilməzdən əvvəl kəsilməlidir və beləliklə, kəsilmiş seqmentlərdə olan hər hansı məlumat itirilir. Bununla belə, orta insan 5'UTR təxminən 200 nt ehtiva edir və buna görə də bir çox şərhli insan 5'UTR 50 və ya 100 nukleotiddən əhəmiyyətli dərəcədə uzundur [26]. Nəticədə, Optimus MRL proqnozları çoxlu sayda insan transkriptləri üçün natamam və potensial etibarsız ola bilər. Bundan əlavə, motivləri kanonik başlanğıcdan 100 nt-dən çox pozan variantların təsirləri kəmiyyətcə ölçülə bilməz, bu da Optimus modellərinin real insan variant məlumatlarına tətbiqini çətinləşdirir. Bu, təəssüf doğurur, çünki müəlliflərin göstərdiyi kimi, Optimus modelləri uzunluq məhdudiyyətlərini pozmayan ardıcıllıqlar üçün ağlabatan variant effekti proqnozları verir.

Burada biz bu boşluğu aradan qaldıran və Optimus modellərinin imkanlarını istənilən uzunluqda 5'UTR-ə qədər genişləndirən bir model hazırlayırıq. Belə bir model, prinsipcə, 5'UTR-in istənilən yerində hər hansı bir variantın, mutasiya və ya indeksin MRL-yə təsirini kəmiyyətcə qiymətləndirməyə imkan verəcək və beləliklə, MPRA məlumatlarında kodlanmış zəngin biliyi praktikantlar üçün asanlıqla əldə etmək imkanı verəcəkdir.


Haşiyələr

© 2013 Müəlliflər. Məhdudiyyətsiz istifadəyə icazə verən Creative Commons Attribution License http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/ şərtlərinə əsasən Royal Society tərəfindən nəşr olunub, orijinal müəllif və mənbə qeyd olunmaqla.

İstinadlar

. 2003 Sniffers, buzzerlər, keçidlər və yanıb-sönənlər: hüceyrədə tənzimləmə və siqnal yollarının dinamikası. Curr. Rəy. Hüceyrə Biol. 15, 221–231.doi:

. 2007 Şəbəkə motivləri: nəzəriyyə və eksperimental yanaşmalar. Nat. Rev Genet. 8, 450–461.doi:

. 2008 Əlaqə döngələri məkan və zamanda mobil siqnalları formalaşdırır. Elm 322, 390–395.doi:

Sneppen K, Krishna S & Semsey S

. 2010 Bioloji şəbəkələrin sadələşdirilmiş modelləri. Annu. Rev. Biophys. 39, 43–59.doi:

. 2010 Biokimyəvi reaksiya şəbəkələrində funksional motivlər. Annu. Rev. Phys. Kimya. 61, 219–240.doi:

Kholodenko BN, Hoek JB, Westerhoff HV& Brown GC

. 1997 Hüceyrə siqnal ötürülməsi yolları ilə məlumat ötürülməsinin kəmiyyəti. FEBS Lett. 414, 430–434.doi:

Legewie S, Bluthgen N & Herzel H

. 2005 Ultrahəssas cavabların kəmiyyət təhlili. FEBS J. 272, 4071–4079.doi:

. 1982 Biokimyəvi sistemlərdə həssaslığın gücləndirilməsi. Q. Rev. Biofizik. 15, 555–591.doi:

Koshland DE, Goldbeter A& Stock JB

. 1982 Tənzimləyici və sensor sistemlərdə gücləndirmə və uyğunlaşma. Elm 217, 220–225.doi:

. 2009 Siqnal motivləri və Veber qanunu. Mol. Hüceyrə. 36, 724–727.doi:

Cohen-Saidon C, Cohen AA, Sigal A, Liron Y& Alon U

. 2009 Fərdi canlı hüceyrələrdə EGF-yə ERK2 reaksiyasının dinamikası və dəyişkənliyi. Mol. Hüceyrə. 36, 885–893.doi:

. 2009 β-kateninin mütləq səviyyəsinin deyil, qat-dəyişməsinin Wnt siqnalını diktə etdiyinə dair sübut. Mol. Hüceyrə. 36, 872–884.doi:

. 2002 Siqnal ötürülməsində özünü davam etdirən vəziyyətlər: müsbət rəy, ikiqat mənfi rəy və bistabillik. Curr. Rəy. Hüceyrə. Biol. 14, 140–148.doi:

. 2007 Anti-stress gen tənzimləyici şəbəkələrdə doza cavab əlaqəsi. PLoS Comput. Biol. 3, e24.doi:

. 2002 Hüceyrə ritmlərinə hesablama yanaşmaları. Təbiət 420, 238–245.doi:

. 2004 Siqnal şəbəkələrinin kəmiyyət təhlili. Prog. Biofiz. Mol. Biol. 86, 5–43.doi:

. 1997 Maddələr mübadiləsinə nəzarəti başa düşmək , səh. 301. London, Böyük Britaniya: Portland Press. Google Alim

. 1996 Hüceyrə sistemlərinin tənzimlənməsi . New York, NY: Chapman & Hall. Crossref, Google Scholar

. 1971 Biokimyəvi sistemlərin davranışını onların əsas molekulyar xassələri ilə əlaqələndirən konsepsiyalar. tağ. Biokimya. Biofiz. 145, 612–621.doi:

. 1976 Biokimyəvi sistemlərin təhlili: molekulyar biologiyada funksiya və dizaynın öyrənilməsi . Reading, MA: Addison-Wesley. Google Alim

. 1981 Bioloji sistemlərdə kovalent modifikasiya nəticəsində yaranan gücləndirilmiş həssaslıq. Proc. Natl akad. Sci. ABŞ 78, 6840–6844.doi:

. 1913 Hemoqlobinin oksigen və karbonmonoksit ilə birləşmələri. I . Biokimya. J. 7, 471–480. Crossref, PubMed, Google Scholar

. 2011 Sistem biologiyası üçün fermentlərin kinetikası . Seattle, WA: Ambrosius Nəşriyyatı. Google Alim

. 1996 Keçidin işə salınması fantastikdir: zülal kinaz şəlaləsi pilləli girişləri keçid kimi çıxışlara necə çevirə bilər. Trendlər Biochem. Sci. 21, 460–466.doi:

Zhang Q, Bhattacharya S, Woods CG & Andersen ME

. 2010 Biokimyəvi şəbəkələrdə ultrahəssas cavab motivləri. Toksikologiyada kəmiyyət modelləşdirmə (red

), səh. 199–217. Hoboken, NJ: John Wiley və Sons. Crossref, Google Scholar

. 2009 Sual və Cavab: əməkdaşlıq. J. Biol. 8, 53.doi:

Koshland DE, Nemethy G& Filmer D

. 1966 Tərkibində alt vahidləri olan zülallarda təcrübi bağlama məlumatlarının və nəzəri modellərin müqayisəsi. Biokimya 5, 365–385.doi:

. 1925 Hemoqlobin sistemi. VI. Hemoqlobinin oksigen dissosiasiya əyrisi. J. Biol. Kimya. 63, 529–545. Google Alim

Robinson-Steiner AM və Corbin JD

. 1983 Protein kinazın aktivləşdirilməsində hər iki zəncirdaxili cAMP bağlama yerlərinin ehtimal iştirakı. J. Biol. Kimya. 258, 1032–1040. PubMed, Google Scholar

Bubis J, Saraswat LD və Taylor SS

. 1988 Tyrosine-371, cAMP-dən asılı protein kinaz I-nin tənzimləyici alt bölməsində iki cAMP-nin bağlanma yeri arasında müsbət əməkdaşlığa kömək edir. Biokimya 27, 1570–1576.doi:

Kuznicki J, Strauss KI və Jacobowitz DM

. 1995 EF əl motivlərinin müxtəlif dəstlərini ehtiva edən kalretinin və onun rekombinant fraqmentləri ilə konformasiya dəyişiklikləri və kalsiumun bağlanması. Biokimya 34, 15 389–15 394.doi:

Malmberg NJ, Varma S, Jakobsson E& Falke JJ

. 2004 cPLA-nın Ca 2+ aktivləşdirilməsi2 C2 domeni: müsbət kooperativliyə malik iki Ca2 2+ ionunun sifarişli bağlanması. Biokimya 43, 16 320–16 328.doi:

. 1980 Kalsiumun iribuynuzlu beyin kalmodulinə müsbət kooperativ bağlanması. Biokimya 19, 3692–3698.doi:

Valeyev NV, Bates DG, Heslop-Harrison P, Postlethwaite I& Kotov NV

. 2008 Kooperativ kalsium-kalmodulin qarşılıqlı təsir mexanizmlərinin aydınlaşdırılması: struktur sistemlər biologiyası yanaşması. BMC Sistemi. Biol. 2, 48.doi:

Berman BP, Nibu Y, Pfeiffer BD, Tomancak P, Celniker SE, Levine M, Rubin GM& Eisen MB

. 2002 Müəyyən etmək üçün transkripsiya faktorunu birləşdirən sayt qruplaşmasından istifadə cis-də modelin formalaşmasında iştirak edən tənzimləyici modullar Drosophila genom. Proc. Natl akad. Sci. ABŞ 99, 757–762.doi:

Segal E, Raveh-Sadka T, Schroeder M, Unnerstall U & Gaul U

. 2008 Tənzimləmə ardıcıllığından ifadə nümunələrinin proqnozlaşdırılması Drosophila seqmentasiya. Təbiət 451, 535–540.doi:

Gotea V, Visel A, Westlund JM, Nobrega MA, Pennacchio LA və Ovcharenko I

. 2010 Transkripsiya faktorunun bağlanma yerlərinin homotipik çoxluqları insan promotorlarının və gücləndiricilərinin əsas komponentidir. Genom Res. 20, 565–577.doi:

Erkine AM, Magrogan SF, Sekinger EA& Gross DS

. 1999 İstilik şok faktorunun maya HSP82 promotoruna kooperativ bağlanması in vivoin vitro . Mol. Hüceyrə. Biol. 19, 1627–1639. Crossref, PubMed, Google Scholar

Johnson AD, Meyer BJ və Ptashne M

. 1979 DNT ilə əlaqəli repressorlar arasında qarşılıqlı əlaqə lambda faq repressoru tərəfindən tənzimlənir. Proc. Natl akad. Sci. ABŞ 76, 5061–5065.doi:

Sürücü W& Nusslein-Volhard C

. 1988-ci ildə bikoid zülalının qradiyenti Drosophila embrionlar. Hüceyrə 54, 83–93.doi:

Sürücü W& Nusslein-Volhard C

. 1988 Bikoid zülal bədəndəki mövqeyi müəyyən edir Drosophila konsentrasiyadan asılı şəkildə embrion. Hüceyrə 54, 95–104.doi:

Gregor T, Tank DW, Wieschaus EF və Bialek W

. 2007 Mövqe məlumatlarına məhdudiyyətlərin araşdırılması. Hüceyrə 130, 153–164.doi:

Burz DS, Rivera-Pomar R, Jackle H& Hanes SD

. 1998 Bicoid tərəfindən kooperativ DNT-nin bağlanması həddən asılı gen aktivləşdirilməsi mexanizmini təmin edir. Drosophila embrion. EMBO J. 17, 5998–6009.doi:

Amin J, Fernandez M, Ananthan J, Lis JT və Voellmy R

. 1994 İstilik şokunun transkripsiya faktorunun Hsp70 promotoruna kooperativ bağlanması in vivoin vitro . J. Biol. Kimya. 269, 4804–4811. PubMed, Google Scholar

. 1991 Kooperativ bağlanması Drosophila konservləşdirilmiş 5 bp vahidinin massivlərinə istilik şok əmsalı. Hüceyrə 64, 585–593.doi:

Park CS, Schneider IC və Haugh JM

. 2003 Fibroblastlarda trombosit mənşəli böyümə faktoru reseptoru/fosfoinositid 3-kinaz/Akt siqnalının kinetik analizi. J. Biol. Kimya. 278, 37 064–37 072.doi:

Alvarado D, Klein DE və Lemmon MA

. 2010 EGF reseptoruna bağlanan böyümə faktorunda mənfi əməkdaşlıq üçün struktur əsas. Hüceyrə 142, 568–579.doi:

Wrange O, Eriksson P & Perlmann T

. 1989 Təmizlənmiş aktivləşdirilmiş qlükokortikoid reseptoru homodimerdir. J. Biol. Kimya. 264, 5253–5259. PubMed, Google Scholar

. 1988 Estrogen reseptoru liqandla induksiya olunan homodimer kimi cavab verən elementinə möhkəm bağlanır. Hüceyrə 55, 145–156.doi:

. 1997 Estrogen reseptorunun DNT bağlama domeninin dimerləşdirilməsi estrogen cavab elementlərinə bağlanmanı gücləndirir. J. Biol. Kimya. 272, 27 949–27 956.doi:

Carbajo P, Christensen K, Edwards DP & Skafar DF

. 1996 [3H] progesteronun insan progesteron reseptoruna bağlanması: fərdi və qarışıq izoformlar arasındakı fərqlər. Endokrinologiya 137, 2339–2346.doi:

Bildirişlər AC, Lerner N& Hamilton DE

. 1981 Estrogen reseptorunun müsbət kooperativliyi. Proc. Natl akad. Sci. ABŞ 78, 4926–4930.doi:

. 2002 TonEBP/NFAT5-in fosforilasiyası və DNT-yə bağlanması üçün dimerləşmə tələb olunur. Biokimya. Biofiz. Res. Kommun. 294, 968–975.doi:

Shuai K, Horvath CM, Huang LH, Qureshi SA, Cowburn D& Darnell JE

. 1994 Stat91 transkripsiya faktorunun interferonla aktivləşdirilməsi SH2-fosfotirozil peptid qarşılıqlı təsirləri vasitəsilə dimerləşməni nəzərdə tutur. Hüceyrə 76, 821–828.doi:

Halazonetis TD, Georgopoulos K, Greenberg ME və Leder P

. 1988 c-Jun özü ilə və c-Fos ilə dimerləşərək, müxtəlif DNT bağlama yaxınlıqlarının komplekslərini əmələ gətirir. Hüceyrə 55, 917–924.doi:

Maleki SJ, Royer CA və Hurlburt BK

. 1997 MyoD-E12 heterodimerləri və MyoD-MyoD homodimerləri eyni dərəcədə sabitdir. Biokimya 36, 6762–6767.doi:

. 1999 Bağlayıcı domen tərəfindən insan istilik şok faktorunun trimerizasiyasının modulyasiyası. J. Biol. Kimya. 274, 17 219–17 225.doi:

. 2009 OxyR-nin oliqomerləşməsi Escherichia coli . Protein Sci. 18, 101–107.doi:

Okorokov AL, Sherman MB, Plisson C, Grinkevich V, Sigmundsson K, Selivanova G, Milner J& Orlova EV

. 2006 p53 şiş bastırıcı zülalın strukturu onun funksional plastikliyinin əsasını ortaya qoyur. EMBO J. 25, 5191–5200.doi:

Zhang Q, Pi J, Woods CG və Andersen ME

. 2010 Nrf2 vasitəçiliyi ilə antioksidant reaksiyaya dair sistem biologiyası perspektivi. Toksikol. Tətbiq. Farmakol. 244, 84–97.doi:

Asayama K, Yokota S, Dobaşi K, Hayashibe H, Kawaoi A və Nakazawa S

. 1994 Siçovulların hepatositlərində hüceyrə glutatyon peroksidazının təmizlənməsi və immunoelektron mikroskopik lokalizasiyası: postembedding üsulu ilə kəmiyyət analizi. Histokimya 102, 213–219.doi:

. 1984 Katalaz: dörd sıx bağlanmış NADPH molekulu olan tetramerik ferment. Proc. Natl akad. Sci. ABŞ 81, 4343–4347.doi:

. 1980 Metalotionin dimerlərinin təcrid olunması və xarakteristikası. Biokimya. Farmakol. 29, 689–692.doi:

Kovalsky O, Lung FD, Roller PP & Fornace AJ

. 2001 İnsan Gadd45a zülalının oliqomerləşməsi. J. Biol. Kimya. 276, 39 330–39 339.doi:

Schrag JD, Jiralerspong S, Banville M, Jaramillo ML və O'Connor-McCourt MD

. 2008 GADD45γ-nin kristal quruluşu və dimerləşmə interfeysi. Proc. Natl akad. Sci. ABŞ 105, 6566–6571.doi:

. 2011 Qlutamin sintetaza adenilləşmə vəziyyətini və aktivliyini idarə edən bisiklik kaskad sisteminin qlutamin reaksiyasında ultrahəssaslıq mənbəyi. Escherichia coli . Biokimya 50, 10 929–10 940.doi:

. 2009 Multisite protein fosforilasiyası - molekulyar mexanizmlərdən kinetik modellərə qədər. FEBS J. 276, 3177–3198.doi:

. 2005 Multisite protein fosforilasiyası yaxşı həddi edir, lakin zəif keçid ola bilər. Proc. Natl akad. Sci. ABŞ 102, 14 617–14 622.doi:

. 1997 Mitojenlə aktivləşdirilmiş zülal kinazın ikili fosforlaşmasının mexaniki tədqiqatları. J. Biol. Kimya. 272, 19 008–19 016.doi:

. 1997 MEK tərəfindən MAPK-nın aktivləşdirici ikili fosforlaşması qeyri-prosessizdir. Biokimya 36, 5929–5933.doi:

. 1996 Mitojenlə aktivləşdirilmiş protein kinaz kaskadında ultrahəssaslıq. Proc. Natl akad. Sci. ABŞ 93, 10 078–10 083.doi:

. 2001 Hüceyrədənkənar siqnalla tənzimlənən kinaz 2-nin mitogenlə aktivləşdirilmiş protein kinaz fosfataz 3 tərəfindən defosforilasiya mexanizmi. J. Biol. Kimya. 276, 32 382–32 391.doi:

Nash P, Tang X, Orlicky S, Chen Q, Gertler FB, Mendenhall MD, Sicheri F, Pawson T& Tyers M

. 2001 CDK inhibitorunun multisite fosforilasiyası DNT replikasiyasının başlanğıcı üçün hədd qoyur. Təbiət 414, 514–521.doi:

Koivomagi M, Valk E, Venta R, İofik A, Lepiku M, Balog ER, Rubin SM, Morgan DO& Loog M

. 2011 S fazasının başlanğıcında Sic1 məhvinə nəzarət edən multisite fosforilasiya kaskadları. Təbiət 480, 128–131.doi:

. 2002 Hüceyrə dövrünə nəzarət üçün fosforlaşmaya əsaslanan ubiquitinasiya açarı. Trendlər Hüceyrəsi. Biol. 12, 104–107.doi:

. 2001 Çoxsaylı fosforlaşma və S fazasına geri sayım. Hüceyrə 107, 819–822.doi:

2000 NFAT1 transkripsiya faktorunun razılaşdırılmış defosforilasiyası transkripsiya fəaliyyətini tənzimləyən konformasiya keçidini induksiya edir. Mol. Hüceyrə 6, 539–550.doi:

. 2003 NFAT1 transkripsiya faktorunun çoxlu fosforlaşma sahələri ilə allosterik tənzimlənməsi: riyazi analiz. J. Mol. Biol. 327, 31–45.doi:

Dolmetsch RE, Xu K& Lewis RS

. 1998 Kalsium salınımları gen ifadəsinin effektivliyini və spesifikliyini artırır. Təbiət 392, 933–936.doi:

Trunnell NB, Poon AC, Kim SY& Ferrell JE

. 2011 Cdk1 tərəfindən Cdc25C-nin tənzimlənməsində ultrahəssaslıq. Mol. Hüceyrə 41, 263–274.doi:

. 2010 Çoxsaylı fosforlaşma və substrat sekvestrasiyasının kombinasiyası keçid kimi reaksiyalar yaradır. Biofiz. J. 98, 1396–1407.doi:

Dushek O, van der Merwe PA& Shahrezaei V

. 2011 Membranla bağlanmış zülalların multisite fosforilləşməsində ultrahəssaslıq. Biofiz. J. 100, 1189–1197.doi:

. 2007 Fosfat emalı və zülal-zülal qarşılıqlı əlaqəsi ilə multisite protein fosforilasiyasının çox yönlü tənzimlənməsi. FEBS J. 274, 1046–1061.doi:

Kocieniewski P, Faeder JR və Lipniacki T

. 2012 MAPK yollarında ikiqat fosforlaşma və iskelenin qarşılıqlı əlaqəsi. J. Teor. Biol. 295, 116–124.doi:

Levchenko A, Bruck J& Sternberg PW

. 2000 İskele zülalları iki fazalı olaraq mitogenlə aktivləşdirilmiş protein kinaz siqnalının səviyyələrinə təsir edə bilər və onun həddi xüsusiyyətlərini azalda bilər. Proc. Natl akad. Sci. ABŞ 97, 5818–5823.doi:

Hawley SA, Selbert MA, Goldstein EG, Edelman AM, Carling D& Hardie DG

. 1995 5′-AMP AMP ilə aktivləşdirilmiş protein kinaz kaskadını aktivləşdirir və Ca 2+ /kalmodulin üç müstəqil mexanizm vasitəsilə kalmodulindən asılı protein kinaz I kaskadını aktivləşdirir. J. Biol. Kimya. 270, 27 186–27 191.doi:

Moore F, Weekes J& Hardie DG

. 1991 AMP-nin fosforlaşmanı, eləcə də siçovul qaraciyərinin AMP ilə aktivləşdirilən zülal kinazının birbaşa allosterik aktivləşməsini tetiklediyinə dair sübut: hüceyrəni ATP tükənməsinə qarşı qorumaq üçün həssas mexanizm. Avro. J. Biochem. 199, 691–697.doi:

Davies SP, Kömək edir NR, Cohen PT və Hardie DG

. 1995 5′-AMP, AMP ilə aktivləşdirilmiş zülal kinazın fosforlaşmasını təşviq etməklə yanaşı, fosforlaşmanı maneə törədir: bakterial olaraq ifadə edilmiş insan protein fosfataz-2Cα və yerli iribuynuzlu zülal fosfataz-2AC istifadə edən tədqiqatlar. FEBS Lett. 377, 421–425.doi:

Carling D, Clarke PR, Zammit VA və Hardie DG

. 1989 AMP ilə aktivləşdirilmiş zülal kinazın təmizlənməsi və xarakteristikası: asetil-KoA karboksilaza kinaz və 3-hidroksi-3-metilqlutaril-KoA reduktaza kinaz aktivliyinin kopurifikasiyası. Avro. J. Biochem. 186, 129–136.doi:

Hardie DG, Salt IP, Hawley SA və Davies SP

. 1999 AMP ilə aktivləşdirilmiş protein kinaz: hüceyrə enerji yükünün monitorinqi üçün ultra həssas sistem. Biokimya. J. 338, 717–722.doi:

Kallio PJ, Wilson WJ, O'Brien S, Makino Y& Poellinger L

. 1999 Ubiquitin-proteasome yolu ilə hipoksiyaya səbəb ola bilən transkripsiya faktoru 1α-nın tənzimlənməsi. J. Biol. Kimya. 274, 6519–6525.doi:

Huang LE, Gu J, Schau M& Bunn HF

. 1998 Hipoksiya səbəb olan amil 1α-nın tənzimlənməsi O2ubiquitin-proteasome yolu ilə - asılı deqradasiya sahəsi. Proc. Natl akad. Sci. ABŞ 95, 7987–7992.doi:

Lando D, Pit DJ, Gorman JJ, Whelan DA, Whitelaw ML və Bruick RK

. 2002 FIH-1, hipoksiyaya səbəb olan faktorun transkripsiya fəaliyyətini tənzimləyən asparaginil hidroksilaz fermentidir. Genes Dev. 16, 1466–1471.doi:

Lando D, Peet DJ, Whelan DA, Gorman JJ və Whitelaw ML

. 2002 HIF transaktivasiya sahəsinin asparagin hidroksilasiyası hipoksik keçid. Elm 295, 858–861.doi:

Schmierer B, Novak B & Schofield CJ

. 2010 Geniş yayılmış struktur motivi ilə oksigen sensorunun hipoksiyadan asılı sekvestrasiyası hipoksik reaksiyanı formalaşdıra bilər - proqnozlaşdırıcı kinetik model. BMC Sistemi. Biol. 4, 139.doi:

Jiang BH, Semenza GL, Bauer C& Marti HH

. 1996 Hipoksiya səbəb olan amil 1 səviyyələri fizioloji olaraq müvafiq O diapazonunda eksponensial şəkildə dəyişir.2 gərginlik. am. J. Physiol. 271, C1172–C1180. Crossref, PubMed, Google Scholar

Koury ST, Koury MJ, Bondurant MC, Caro J& Graber SE

. 1989 Siçanların böyrəklərində eritropoetin istehsal edən hüceyrələrin kəmiyyəti yerində hibridləşmə: hematokrit, böyrək eritropoetin mRNT və serum eritropoetin konsentrasiyası ilə korrelyasiya. qan 74, 645–651. PubMed, Google Scholar

. 1993 In vivoin vitro Eritropoetin mRNT-nin tənzimlənməsi: rəqabətli polimeraza zəncirvari reaksiya ilə ölçülməsi. qan 81, 617–623. PubMed, Google Scholar

Hong F, Sekhar KR, Freeman ML və Liebler DC

. 2005 Elektrofil adduksiyasının spesifik nümunələri Keap1 ubiquitination və Nrf2 aktivləşdirilməsini tetikler. J. Biol. Kimya. 280, 31 768–31 775.doi:

Kobayashi A, Kang MI, Watai Y, Tong KI, Shibata T, Uchida K& Yamamoto M

. 2006 Oksidləşdirici və elektrofilik stresslər Keap1-in ubiquitinasiya fəaliyyətinin qarşısının alınması vasitəsilə Nrf2-ni aktivləşdirir. Mol. Hüceyrə. Biol. 26, 221–229.doi:

Li W, Thakor N, Xu EY, Huang Y, Chen C, Yu R, Holcik M& Kong AN

. 2010 Daxili ribosomal giriş yeri Nrf2-nin redoks-həssas tərcüməsinə vasitəçilik edir. Nuklein turşuları Res. 38, 778–788.doi:

. 2006 Nrf2 Neh5 transaktivasiya domenində redoks-həssas nüvə ixrac siqnalına malikdir. J. Biol. Kimya. 281, 27 251–27 263.doi:

1997 Siqnal və təhrif reseptorları ailəsi tərəfindən TRAIL-induksiya etdiyi apoptoza nəzarət. Elm 277, 818–821.doi:

1993 İnterleukin-1 tip II reseptor: IL-4 tərəfindən tənzimlənən IL-1 üçün aldatma hədəfi. Elm 261, 472–475.doi:

Klein DE, Stayrook SE, Shi F, Narayan K& Lemmon MA

. 2008 Arqos tərəfindən EGFR liqand sekvestrinin struktur əsasları. Təbiət 453, 1271–1275.doi:

Klein DE, Nappi VM, Reeves GT, Shvartsman SY& Lemmon MA

. 2004 Argos epidermal böyümə faktoru reseptor siqnalını liqand sekvestrasiyası ilə maneə törədir. Təbiət 430, 1040–1044.doi:

Riechmann V, van Cruchten I & Sablitzky F

. 1994 Yeni dominant mənfi spiral-döngəli spiral zülalı olan Id4-ün ifadə nümunəsi Id1, Id2 və Id3-dən fərqlidir. Nuklein turşuları Res. 22, 749–755.doi:

Benezra R, Davis RL, Lockshon D, Turner DL və Weintraub H

. 1990 Zülal İd: spiral-loop-heliks DNT bağlayan zülalların mənfi tənzimləyicisi. Hüceyrə 61, 49–59.doi:

. 2001 Emc, çox funksiyalı mənfi HLH tənzimləyicisi Drosophila inkişaf. Onkogen 20, 8299–8307.doi:

. 1998 Anti-sigma amilləri. Annu. Rev. Mikrobiol. 52, 231–286.doi:

. 2009 Protein sekvestrasiyası genetik şəbəkədə çevik ultrahəssas reaksiya yaradır. Mol. Sistem. Biol. 5, 272.doi:

. 2008 Tənzimləyici şəbəkələrdə molekulyar titrasiya və ultrahəssaslıq. J. Mol. Biol. 384, 1106–1119.doi:

Liu X, Wu B, Szary J, Kofoed EM və Schaufele F

. 2007 Təkrarlanan DNT ilə transkripsiya faktoru fəaliyyətinin funksional sekvestrasiyası. J. Biol. Kimya. 282, 20 868–20 876.doi:

. 2012 Hədəf gen ifadəsində təkrar tələffüz transkripsiya faktorunu bağlayan yerlər üçün tənzimləyici rol. Mol. Sistem. Biol. 8, 576.doi:

Ricci F, Vallee-Belisle A& Plaxco KW

. 2011 Yüksək dəqiqlik, in vitro tənzimləyici şəbəkələrdə ultrahəssas doza-cavab əyriləri yaratmaq üçün sekvestr mexanizminin təsdiqi. PLoS Comput. Biol. 7, e1002171.doi:

. 2007 Substrate competition as a source of ultrasensitivity in the inactivation of Wee1 . Hüceyrə 128, 1133–1145.doi:

. 2011 Robust spindle alignment in Drosophila neuroblasts by ultrasensitive activation of pins . Mol. Hüceyrə. 43, 540–549.doi:

Cockman ME, Webb JD, Kramer HB, Kessler BM& Ratcliffe PJ

. 2009 Proteomics-based identification of novel factor inhibiting hypoxia-inducible factor (FIH) substrates indicates widespread asparaginyl hydroxylation of ankyrin repeat domain-containing proteins . Mol. Hüceyrə. Proteomika 8, 535–546.doi:

LaPorte DC, Walsh K& Koshland DE

. 1984 The branch point effect: ultrasensitivity and subsensitivity to metabolic control . J. Biol. Kimya. 259, 14 068–14 075. Google Scholar

De Vos D, Bruggeman FJ, Westerhoff HV& Bakker BM

. 2011 How molecular competition influences fluxes in gene expression networks . PLoS BİR 6, e28494.doi:

. 1976 Theoretical considerations of the sensitivity conferred by substrate cycles in vivo . Biokimya. Soc. Trans. 4, 999–1002. Crossref, PubMed, Google Scholar

. 1985 Metabolic control and its analysis. Additional relationships between elasticities and control coefficients . Avro. J. Biochem. 148, 555–561.doi:

Lenz DH, Mok KC, Lilley BN, Kulkarni RV, Wingreen NS& Bassler BL

. 2004 The small RNA chaperone Hfq and multiple small RNAs control quorum sensing in Vibrio harveyiVibrio vəba . Hüceyrə 118, 69–82.doi:

Legewie S, Dienst D, Wilde A, Herzel H& Axmann IM

. 2008 Small RNAs establish delays and temporal thresholds in gene expression . Biofiz. J. 95, 3232–3238.doi:

Mehta P, Goyal S& Wingreen NS

. 2008 A quantitative comparison of sRNA-based and protein-based gene regulation . Mol. Sistem. Biol. 4, 221.doi:

Levine E, Zhang Z, Kuhlman T& Hwa T

. 2007 Quantitative characteristics of gene regulation by small RNA . PLoS Biol. 5, e229.doi:

Mukherji S, Ebert MS, Zheng GX, Tsang JS, Sharp PA& van Oudenaarden A

. 2011 MicroRNAs can generate thresholds in target gene expression . Nat. Genet. 43, 854–859.doi:

. 1986 Determinator–inhibitor pairs as a mechanism for threshold setting in development: a possible function for pseudogenes . Proc. Natl akad. Sci. USA 83, 679–683.doi:

. 1977 Posttranslational covalent modification of proteins . Elm 198, 890–896.doi:

. 1984 Ultrasensitivity in biochemical systems controlled by covalent modification: interplay between zero-order and multistep effects . J. Biol. Kimya. 259, 14 441–14 447. Google Scholar

. 1983 Phosphorylation of isocitrate dehydrogenase as a demonstration of enhanced sensitivity in covalent regulation . Təbiət 305, 286–290.doi:

Meinke MH, Bishop JS& Edstrom RD

. 1986 Zero-order ultrasensitivity in the regulation of glycogen phosphorylase . Proc. Natl akad. Sci. USA 83, 2865–2868.doi:

. 1991 Muscle glycogenolysis: regulation of the cyclic interconversion of phosphorylase a and phosphorylase b . J. Biol. Kimya. 266, 2259–2266. PubMed, Google Scholar

Melen GJ, Levy S, Barkai N& Shilo BZ

. 2005 Threshold responses to morphogen gradients by zero-order ultrasensitivity . Mol. Sistem. Biol. 1, 0028.doi:

. 1987 Experimental evidence for a zero-order ultrasensitivity in a simple substrate cycle . Biokimya. Biofiz. Res. Kommun. 149, 615–620.doi:

Chickarmane V, Troein C, Nuber UA, Sauro HM& Peterson C

. 2006 Transcriptional dynamics of the embryonic stem cell switch . PLoS Comput. Biol. 2, e123.doi:

2005 Core transcriptional regulatory circuitry in human embryonic stem cells . Hüceyrə 122, 947–956.doi:

2006 Core transcriptional regulatory circuitry in human hepatocytes . Mol. Sistem. Biol. 2, 0017.doi:

Zingg JM, Pedraza-Alva G& Jost JP

. 1994 MyoD1 promoter autoregulation is mediated by two proximal E-boxes . Nuklein turşuları Res. 22, 2234–2241.doi:

2005 Potential autoregulation of transcription factor PU.1 by an upstream regulatory element . Mol. Hüceyrə. Biol. 25, 2832–2845.doi:

Nishimura S, Takahashi S, Kuroha T, Suwabe N, Nagasawa T, Trainor C& Yamamoto M

. 2000 A GATA box in the GATA-1 gene hematopoietic enhancer is a critical element in the network of GATA factors and sites that regulate this gene . Mol. Hüceyrə. Biol. 20, 713–723.doi:

Tiwari A, Balazsi G, Gennaro ML& Igoshin OA

. 2010 The interplay of multiple feedback loops with post-translational kinetics results in bistability of mycobacterial stress response . Fizik. Biol. 7, 036005.doi:

. 2008 Positive receptor feedback during lineage commitment can generate ultrasensitivity to ligand and confer robustness to a bistable switch . Biofiz. J. 95, 1575–1589.doi:

Bhattacharya S, Conolly RB, Kaminski NE, Thomas RS, Andersen ME& Zhang Q

. 2010 A bistable switch underlying B-cell differentiation and its disruption by the environmental contaminant 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin . Toksikol. Sci. 115, 51–65.doi:

Siegal-Gaskins D, Mejia-Guerra MK, Smith GD& Grotewold E

. 2011 Emergence of switch-like behavior in a large family of simple biochemical networks . PLoS Comput. Biol. 7, e1002039.doi:

Sneppen K, Micheelsen MA& Dodd IB

. 2008 Ultrasensitive gene regulation by positive feedback loops in nucleosome modification . Mol. Sistem. Biol. 4, 182.doi:

Dodd IB, Micheelsen MA, Sneppen K& Thon G

. 2007 Theoretical analysis of epigenetic cell memory by nucleosome modification . Hüceyrə 129, 813–822.doi:

Malleshaiah MK, Shahrezaei V, Swain PS& Michnick SW

. 2010 The scaffold protein Ste5 directly controls a switch-like mating decision in yeast . Təbiət 465, 101–105.doi:

Bradshaw JM, Kubota Y, Meyer T& Schulman H

. 2003 An ultrasensitive Ca 2+ /calmodulin-dependent protein kinase II-protein phosphatase 1 switch facilitates specificity in postsynaptic calcium signaling . Proc. Natl akad. Sci. USA 100, 10 512–10 517.doi:

. 2004 Hydroxylation of HIF-1: oxygen sensing at the molecular level . Physiology (Bethesda) 19, 176–182.doi:

Buchler NE, Gerland U& Hwa T

. 2005 Nonlinear protein degradation and the function of genetic circuits . Proc. Natl akad. Sci. USA 102, 9559–9564.doi:

Berg OG, Paulsson J& Ehrenberg M

. 2000 Fluctuations and quality of control in biological cells: zero-order ultrasensitivity reinvestigated . Biofiz. J. 79, 1228–1236.doi:

Bluthgen N, Bruggeman FJ, Legewie S, Herzel H, Westerhoff HV& Kholodenko BN

. 2006 Effects of sequestration on signal transduction cascades . FEBS J. 273, 895–906.doi:

. 2010 Introducing total substrates simplifies theoretical analysis at non-negligible enzyme concentrations: pseudo first-order kinetics and the loss of zero-order ultrasensitivity . J. Riyaziyyat. Biol. 60, 267–283.doi:

Ventura AC, Jiang P, Van Wassenhove L, Del Vecchio D, Merajver SD& Ninfa AJ

. 2010 Signaling properties of a covalent modification cycle are altered by a downstream target . Proc. Natl akad. Sci. USA 107, 10 032–10 037.doi:

van Albada SB& ten Wolde PR

. 2007 Enzyme localization can drastically affect signal amplification in signal transduction pathways . PLoS Comput. Biol. 3, 1925–1934.doi:

. 2012 Realistic enzymology for post-translational modification: zero-order ultrasensitivity revisited . J. Teor. Biol. 311, 139–152.doi:

. 2004 Biological robustness . Nat. Rev Genet. 5, 826–837.doi:

. 2011 Robust network topologies for generating switch-like cellular responses . PLoS Comput. Biol. 7, e1002085.doi:

Bagowski CP, Besser J, Frey CR& Ferrell JE

. 2003 The JNK cascade as a biochemical switch in mammalian cells: ultrasensitive and all-or-none responses . Curr. Biol. 13, 315–320.doi:

O'Shaughnessy EC, Palani S, Collins JJ& Sarkar CA

. 2011 Tunable signal processing in synthetic MAP kinase cascades . Hüceyrə 144, 119–131.doi:

. 2001 Bistability in cell signaling: how to make continuous processes discontinuous, and reversible processes irreversible . Xaos 11, 227–236.doi:

Angeli D, Ferrell JE& Sontag ED

. 2004 Detection of multistability, bifurcations, and hysteresis in a large class of biological positive-feedback systems . Proc. Natl akad. Sci. USA 101, 1822–1827.doi:

. 2009 Network dynamics . Metodlar Mol. Biol. 541, 269.doi:

. 2009 Control theory and systems biology . Cambridge, MA : The MIT Press . Crossref, Google Scholar

Simmons SO, Fan CY& Ramabhadran R

. 2009 Cellular stress response pathway system as a sentinel ensemble in toxicological screening . Toksikol. Sci. 111, 202–225.doi:

. 1973 The control of flux . Simp. Soc. Exp. Biol. 27, 65–104. PubMed, Google Scholar

. 1974 Optimal design of feedback control by inhibition: steady state considerations . J. Mol. Təkamül. 4, 139–156.doi:

. 2010 Systematic quantification of negative feedback mechanisms in the extracellular signal-regulated kinase (ERK) signaling network . J. Biol. Kimya. 285, 36 736–36 744.doi:

2010 The mammalian MAPK/ERK pathway exhibits properties of a negative feedback amplifier . Sci. Signal. 3, ra90.doi:

Nevozhay D, Adams RM, Murphy KF, Josic K& Balazsi G

. 2009 Negative autoregulation linearizes the dose-response and suppresses the heterogeneity of gene expression . Proc. Natl akad. Sci. USA 106, 5123–5128.doi:

Woods NM, Cuthbertson KS& Cobbold PH

. 1986 Repetitive transient rises in cytoplasmic free calcium in hormone-stimulated hepatocytes . Təbiət 319, 600–602.doi:

Tay S, Hughey JJ, Lee TK, Lipniacki T, Quake SR& Covert MW

. 2010 Single-cell NF-kappaB dynamics reveal digital activation and analogue information processing . Təbiət 466, 267–271.doi:

2006 Oscillations and variability in the p53 system . Mol. Sistem. Biol. 2, 0033.doi:

Amir A, Meshner S, Beatus T& Stavans J

. 2010 Damped oscillations in the adaptive response of the iron homeostasis network of E. coli . Mol. Mikrobiol. 76, 428–436.doi:

Yang JH, Yang L, Qu Z& Weiss JN

. 2008 Glycolytic oscillations in isolated rabbit ventricular myocytes . J. Biol. Kimya. 283, 36 321–36 327.doi:

Ferrell JE, Tsai TY& Yang Q

. 2011 Modeling the cell cycle: why do certain circuits oscillate? Hüceyrə 144, 874–885.doi:

. 2008 Design principles of biochemical oscillators . Nat. Rahib Mol. Hüceyrə Biol. 9, 981–991.doi:

. 2009 On the functional diversity of dynamical behaviour in genetic and metabolic feedback systems . BMC Syst. Biol. 3, 51.doi:

. 1975 Optimal design of feedback control by inhibition: dynamic considerations . J. Mol. Təkamül. 5, 199–222.doi:

. 2000 Negative feedback and ultrasensitivity can bring about oscillations in the mitogen-activated protein kinase cascades . Avro. J. Biochem. 267, 1583–1588.doi:

Shankaran H, Ippolito DL, Chrisler WB, Resat H, Bollinger N, Opresko LK& Wiley HS

. 2009 Rapid and sustained nuclear-cytoplasmic ERK oscillations induced by epidermal growth factor . Mol. Sistem. Biol. 5, 332.doi:


Məqsədlər

Chemokine receptors have been shown to overexpress in several cancer types. Binding of chemokines to their cognate chemokine receptors on tumor cells can promote tumor growth, angiogenesis and metastasis. The purposes of this study was to examine the expression of chemokine receptors, CXCR4 and CXCR7, in salivary gland neoplasms and its association with pathologic characteristics.

Design

Sixty-two cases of salivary gland neoplasms, including 25 mucoepidermoid carcinomas (MEC), 18 adenoid cystic carcinomas (ACC), 14 pleomorphic adenomas (PA) and 5 polymorphous low-grade adenocarcinoma (PLGA) were investigated for CXCR4 and CXCR7 expression immunohistochemically. The immunoreactivity was categorized as low expression or high expression group, based on whether the positive staining was below or higher than 50% of the neoplastic cells, respectively.

Nəticələr

The majority of MECs, ACCs and PLGAs showed high CXCR4 and CXCR7 expression, whereas most PAs showed high CXCR4 but low CXCR7 expression. The levels of CXCR4 and CXCR7 expression were significantly correlated. In MECs, the expression of both chemokine receptors was localized to squamous cells, intermediate cells and glandular epithelial cells, whereas mucous cells and clear cells were negative. In ACCs and PAs, their immunoreactivity was more intense in ductal cells than myoepithelial cells. Most neoplastic myoepithelial cells in PAs did not express CXCR7, while those in ACCs showed strong CXCR7 expression. The increased CXCR4 expression was significantly associated with advanced pathologic grade of MECs (P = 0.03).

Nəticə

Overexpression of CXCR4 and CXCR7 is common in the 4 salivary gland neoplasms investigated. CXCR4 may play a role in the progression of MECs.


Nəticələr

In this paper we have offered an analysis of the interplay between the emerging field of synthetic biology and the notion of biological possibility. We have argued for two main points about the role of modal claims in synthetic biology. First, we have suggested that a significant part of synthetic biology can be understood as inquiry about biological modalities: what is possible, and what is not, in the domain of biological systems. Second, we have specified several ways how synthetic biology can provide new tools and insight concerning the study of biological possibilities. Previous accounts of biological possibility have provided a useful conceptual basis for the basic semantics for biological modal statements (Dennett, 1995 Huber, 2017). However, synthetic biology’s exploration of novel biological systems can concretize the more speculative aspects of biological possibility, and also expand our understanding of its scope. We have argued that there is an important connection between the ability to make modal inferences and the use of particular design setups we have identified and characterized. This helps us to understand the kinds of stances synthetic biologists take towards biological possibility and see how different kinds of modal inferences are justified. While novel synthetic systems often realize previously inaccessible possibilities, care must be taken when determining the scope of modal facts that these can be taken to instantiate. This is where the skill of the researchers to make careful and cleverly constructed modal inferences comes into play.


Nəticələr

Identification and phylogenetic analyses of banana PYL-PP2C-SnRK2s

To identify all PYL-PP2C-SnRK2 family members in banana, both Hidden Markov Model and BLAST searches were carried out to search the banana genome database with PYL-PP2C-SnRK2 sequences from Ərəbidopsis and rice as queries. After confirming their conserved domain using the PFAM and CDD databases, a total of 24 PYL, 87 PP2C, and 11 SnRK2 proteins were identified from the banana genome. The predicted features of the PYL, PP2C and SnRK2 proteins are summarized in Additional file 1: Table S1.

To understand the phylogenetic relationship of PYL-PP2C-SnRK2 proteins, neighbor-joining (NJ) trees were reconstructed with the complete PYL-PP2C-SnRK2 protein sequences from banana, Ərəbidopsis and rice (Figs. 1, 2, and 3). According to the phylogenetic analyses, the PYL, PP2C, and SnRK2 families were divided into 4 (group 1-4), 13 (group A-L), and 3 (group 1-3) subgroups, respectively. Some orthologous PYL-PP2C-SnRK2s between banana and rice were identified, which implied that some ancestral PYL-PP2C-SnRK2s existed prior to the divergence of banana and rice. Generally, banana PYL-PP2C-SnRK2s showed closer relationships with PYL-PP2C-SnRK2s in rice than those in Arabidopsis, which is accordance with the current understanding of plant evolutionary history.

Phylogenetic analysis of PYLs from banana, Arabidopsis, and rice using the complete protein sequences. The Neighbor-joining (NJ) tree was reconstructed using Clustal X 2.0 and MEGA 5.0 softwares with the pair-wise deletion option. 1000 bootstrap replicates were used to assess tree reliability

Phylogenetic analysis of PP2Cs from banana, Arabidopsis, and rice using the complete protein sequences. The Neighbor-joining (NJ) tree was reconstructed using Clustal X 2.0 and MEGA 5.0 softwares with the pair-wise deletion option. 1000 bootstrap replicates were used to assess tree reliability

Phylogenetic analysis of SnRK2s from banana, Arabidopsis, and rice using the complete protein sequences. The Neighbor-joining (NJ) tree was reconstructed using Clustal X 2.0 and MEGA 5.0 softwares with the pair-wise deletion option. 1000 bootstrap replicates were used to assess tree reliability

Conserved motifs and gene structure analyses of banana PYL-PP2C-SnRK2

To get insight into the structural features of the banana PYL-PP2C-SnRK2 proteins, conserved motifs were analyzed based on the phylogenetic relationship. Ten conserved motifs were acquired for each gene family with MEME and InterPro databases (Fig. 4). For the banana PYL family, motifs 1-3 were annotated as the START-like domain. All the identified MaPYLs contained motifs 1 and 2. The subgroup 1-3 also showed the conserved motif 3 (Fig. 4b). For the banana PP2C family, motifs 1-5 were annotated as the PPM-type phosphatase domain. Almost all of the PP2Cs contain the motifs 1, 2, 4, and 5, except for subgroup K showing motifs 1, 2, and 4. Interestingly, subgroup C specially showed motif 3, and subgroup D uniquely had motif 3, 7, 8, and 10 (Fig. 4a). For the banana SnRK2 family, motifs 1-5 were annotated as the Protein kinase domain. All the MaSnRK2s have motifs 1-5. Motif 10 was especially pronounced in subgroup 1 and motifs 8 and 9 were only found in subgroup 3 (Fig. 4c). This indicates that all the identified PYL-PP2C-SnRK2s have typical family features and the proteins classified into the same subgroup share similar amino acid sequences.

The conserved motifs of banana PP2Cs (a), PYLs (b), and SnRK2s (c) according to phylogenetic relationship. All motifs were identified by MEME database with the complete amino acid sequences of banana PP2Cs, PYLs, and SnRK2s

To better understand the gene structure of banana PYL-PP2C-SnRK2s, exon-intron organizations of these genes were tested (Fig. 5). For the banana PYL family, subgroups 1, 3, and 4 have 2, 0, and 1 introns, respectively and subgroup 2 showed 0-2 introns (Fig. 5b). For the banana PP2C family, subgroups A, B, D, F1, G, and K contain 2-5 introns subgroups C, E, F2, and H have 3-9 introns and subgroup L shows 1-15 introns (Fig. 5a). For the banana SnRK2 family, subgroups 1, 2, and 3 show 8-9, 8-13, and 8 introns, respectively (Fig. 5c). Bu nəticələr bunu göstərir PYL-PP2C-SnRK2 genes in the same subgroup show similar exon-intron organization.

Gene structure analyses of banana PP2Cs (a), PYLs (b), və SnRK2s (c) according to phylogenetic relationship. Exon-intron structure analyses were performed by GSDS database. The mavi qutular, yellow boxes, və black lines indicate upstream/downstream, exons, and introns, respectively

Expression analyses of PYL-PP2C-SnRK2 genes in different banana tissues

To examine the expression profiles of PYL-PP2C-SnRK2 genes in different tissues of banana, roots, leaves, and fruits from BaXi Jiao (Musa acuminate L. AAA group cv. Cavendish, BX) and Fen Jiao (Musa ABB PisangAwak, FJ) were collected to perform trancriptomic assays (Fig. 6 Additional file 1: Tables S2 S3 S4 S5). Generally, most of the PYL-PP2C-SnRK2 genes showed similar tissue expression patterns between BX and FJ. For example, several genes (MaPYL-14, MaPP2C-14, −34, −37, −38, −45, −47, and MaSnRK2-6) displayed high transcript abundance (FPKM value > 20) in both BX and FJ. In contrast, some genes (MaPYL-5, −16, −17, −18, −21, və MaPP2C-16, −20, −22, −23, −29, −46, −59, −63, −64, −80, −81, −84) had low transcript abundance (FPKM value < 3) in both BX and FJ.

Expression profiles of banana PP2Cs, PYLs, və SnRK2s in roots, leaves, and fruits of BX and FJ. The heat map was constructed according to the FPKM value of banana PP2Cs, PYLs, və SnRK2s from two independent experiments. FPKM value is shown in color as the scale

In addition, we also found different expression patterns of PYL-PP2C-SnRK2 genes between BX and FJ. Üçün PYL family, the number of genes with high expression levels (FPKM value > 10) in roots and leaves was greater in BX (10/22 and 8/21, respectively) than in FJ (7/22 and 5/20, respectively). Üçün PP2C family, the number of genes with high expression levels (FPKM value > 10) in roots and fruits was less in BX (48/86 and 19/82, respectively) than in FJ (51/86 and 33/84, respectively). This phenomenon was also observed in the tissue expression patterns of the SnRK2 ailə. Taken together, the tissue expression patterns of PYL-PP2C-SnRK2 genes in two cultivated varieties could lay a foundation for further investigation of tissue development and function.

Expression analyses of PYL-PP2C-SnRK2 genes in different stages of fruit development and ripening

To get some clues on the function of the PYL-PP2C-SnRK2 genes in fruit development and ripening of banana, total RNA was extracted during different stages of fruit development and ripening for transcriptomic analyses (Fig. 7 Additional file 1: Tables S6 S7 S8 S9).

Expression profiles of banana PP2Cs, PYLs, və SnRK2s in different stages of fruit development and ripening in BX and FJ varieties. The heat map was constructed according to the FPKM value of banana PP2Cs, PYLs, və SnRK2s from two independent experiments. FPKM value is shown in color as the scale. A qrupu PP2Cs are marked with purple dot

According to the transcriptomic data, most of PYL-PP2C-SnRK2 genes showed similar expression patterns at different stages of fruit development and ripening in both BX and FJ. Some genes showed high expression levels (FPKM value > 10) at different stages of fruit development and ripening. Üçün PYL family, 7/22, 7/22, 5/16, 4/19, and 4/17 PYL genes showed high expression levels (FPKM value > 10) at 0 days after flower (DAF), 20 DAF, 80 DAF, 8 days post-harvest (DPH), and 14 DPH in BX, respectively and 7/21, 9/22, 5/17, 5/17, and 3/19 PYL genes showed high expression levels (FPKM value > 10) at the corresponding stages in FJ, respectively. For the PP2C family, 47/85, 45/87, 19/82, 30/83, and 27/79 PP2C genes showed high expression levels (FPKM value > 10) at 0 DAF, 20 DAF, 80 DAF, 8 DPH, and 14 DPH in BX, respectively and 51/85, 52/85, 33/84, 35/84, and 28/82 PP2C genes showed high expression levels (FPKM value > 10) at the corresponding stages in FJ, respectively. For the SnRK2 family, 6/11, 6/11, 6/11, 7/11, and 5/10 SnRK2 genes showed high expression levels (FPKM value > 10) at 0 DAF, 20 DAF, 80 DAF, 8 DPH, and 14 DPH in BX, respectively and 6/11, 7/11, 7/11, 6/11, and 4/11 SnRK2 genes showed high expression levels (FPKM value > 10) at the corresponding stages in FJ, respectively. These results indicated the possible involvement of PYL-PP2C-SnRK2 genes in banana development and ripening.

The number of PP2C genes in BX with high expression levels (FPKM value > 10) was more at 0 (47/85) and 20 (45/87) DAF than at subsequent stages, including 80 DAF (19/82), 8 DPH (30/83), and 14 DPH (27/79). Also, similar expression patterns for PP2C genes were observed in FJ. Bu nəticələr bunu göstərir PP2C genes play an important role during early fruit development.

Notably, FJ showed more PYL genes with high expression levels (FPKM value > 10) than BX at 20 DAF and 3 DPH. PP2C genes with high expression levels (FPKM value > 10) were more in FJ than in BX during all the tested stages, except for 6 DPH. Daha çox SnRK2 genes with high expression levels (FPKM value > 10) was also observed in FJ relative to BX at 20 and 80 DAF. These results imply that PYL-PP2C-SnRK2 genes may be more active in FJ than in BX during fruit development and ripening stages.

A total of 17 PYL-PP2C-SnRK2 genlər, o cümlədən MaPYL-9, −10, −12, MaPP2C-7, −14, −32, −37, −45, −47, −49, −55, −67, −69, −72, və SnRK2-4, −5, −6, showed high expression levels (FPKM value > 10) during all the tested stages in both BX and FJ, indicating the extensive and vital role of these genes during fruit developmental and ripening processes.

Most of the Group A PP2Cs, o cümlədən PP2C-24, −40, −43, −45,−47, showed high expression levels (FPKM value > 10) in the majority of the development and ripening stages of BX and FJ, whereas PP2C-16, −20, −22, −23,46, −59, −60, −62, −63, −82, and −83 had extremely low expression (FPKM value < 3) during all the stages of fruit developmental and ripening in both BX and FJ. In addition, 8, 4, 7, 7, 8 Group A PP2C genes showed higher expression levels (FPKM value > 10) in FJ than in BX at each stages, respectively.

Expression analyses of PYL-PP2C-SnRK2 genes in response to cold, salt, and osmotic stresses

To gain insight into the role of PYL-PP2C-SnRK2 genes in banana in response to abiotic stress, the leaves of banana after cold, salt, and osmotic treatments were collected for transcriptomic analyses (Fig. 8 Additional file 1: Tables S10 S11 S12 S13).

Expression profiles of banana PP2Cs, PYLs, və SnRK2s in response to cold, salt, and osmotic treatments in BX and FJ varieties. Log2 based fold change was used to create the heat map. Fold changes in gene expression are shown in color as the scale. A qrupu PP2Cs are marked with purple dot

Under the cold treatment, 4/21 PYLs, 17/84 PP2Cs, and 0/11 SnRK2s showed significant upregulation (Log2 based fold change >1 P-value < 0.05) in BX, whereas 5/21 PYLs, 19/84 PP2Cs, and 2/11 SnRK2s were significantly upregulated in FJ. Under the salt treatment, 1/21 PYLs, 10/84 PP2Cs, and 0/11 SnRK2s showed significant induction in BX, while 1/21 PYLs, 6/84 PP2Cs, and 0/11 SnRK2s were significantly upregulated in FJ. Under the osmotic treatment, 1/21 PYLs, 10/84 PP2Cs, and 1/11 SnRK2s were significantly induced in BX, whereas 1/21 PYLs, 21/84 PP2Cs and 2/11 SnRK2s were significantly upregulated in FJ. These results suggest that the number of PYL-PP2C-SnRK2 genes upregulated by cold and osmotic stresses was more in FJ than in BX, implying that these genes may be more active in FJ than in BX in response to cold and osmotic stresses.

Notably, 2 PYL genlər (MaPYL8MaPYL15) and 12 PP2C genlər (MaPP2C-3, −4, −21, −52, −53, −61, −62, −74, −75, −85, −86,−87) were strongly induced (Log2 based fold change >2 P-value < 0.05) after cold treatment in FJ. altı PP2C genlər (MaPP2C-2, −8, −25, −52, −83,−87) and 1 SnRK2 genes (MaSnRK2-11) were strongly upregulated (Log2 based fold change >2 P-value < 0.05) by osmotic treatments in FJ. These genes may be crucial candidates for further use to improve abiotic stress tolerance of banana.

In addition, 10 genes (MaPYL-8, −24, MaPP2C-20, −39, −47, −52, −53, −57,MaSnRK2-9, −10), 5 genes (MaPYL24MaPP2C-67, −77, −80, −83), and 14 genes (MaPP2C-87, −83, −67, −52, −57, −61, −85, −25, −9, −8, −51, −13, −76SnRK2-9) were significantly induced (Log2 based fold change >1 P-value < 0.05) by cold, salt, and osmotic treatments, respectively in FJ, but were not significantly induced in BX. These results indicate that these genes may uniquely function on the tolerance of FJ to abiotic stress.

Several Group A PP2Cs showed different expression patterns between BX and FJ in response to abiotic stress. MaPP2C-25, −43, −44, −45, −46,−63 were upregulated in FJ after cold treatment, whereas in BX, were downregulated or did not show any change. MaPP2C-44−63 showed upregulation in FJ after salt treatment, whereas downregulation or no change in BX. MaPP2C43 showed induction in FJ after osmotic treatment, but showed repression in BX.

PYL-PP2C-SnRK2 interaction networks and their co-expression after abiotic stress treatment

To better understand the biological function of PYL-PP2C-SnRK2s in banana, the possible interaction networks and co-expression of Group A banana PP2Cs were investigated based on experimentally validated interactions of Group A PP2Cs in Arabidopsis and transcriptomic data in banana (Figs. 9, 10 and 11 Additional file 1: Table S14). Firstly, an Arabidopsis Group A PP2C-mediated interaction network was created and 29 interactive proteins (with high confidence score > 0.9), including 9 PP2Cs and 20 other interactive proteins, were identified with STRING. Secondly, homologs of these interacting proteins in banana were identified with reciprocal BLASTP analyses. Lastly, the expression profiles of the banana genes in BX and FJ under abiotic stress were extracted from RNA-seq data sets.

Interaction network and co-expression analyses of Group A PP2Cs after cold treatments in BX (a) and FJ (b) and related genes in Arabidopsis. The genes marked with qırmızı show upregulation (Log2 based fold change >1). The genes marked with yaşıl show downregulation (Log2 based fold change < −1)

Interaction network and co-expression analyses of Group A PP2Cs after salt treatments in BX (a) and FJ (b) and related genes in Arabidopsis. The genes marked with qırmızı show upregulation (Log2 based fold change >1). The genes marked with yaşıl show downregulation (Log2 based fold change < −1)

Interaction network and co-expression analyses of Group A PP2Cs after osmotic treatments in BX (a) and FJ (b) and related genes in Arabidopsis. The genes marked with qırmızı show upregulation (Log2 based fold change >1). The genes marked with yaşıl show downregulation (Log2 based fold change < −1)

Under the cold and salt treatments in BX, no gene pair was found to be co-expressed (Figs. 9a and 10a). Under the osmotic treatment in BX, gene pairs HAB1:Ma6270-PYL2:Ma940/PYL6:Ma790/RCAR1:Ma460 showed uniform downregulation (Fig. 11a). Under the cold treatment in FJ, gene pairs HAB1:Ma6270-PYL4:Ma0270/PYL6:Ma790/PYL11:Ma320/PYL1:Ma780 had upregulated co-expression, whereas HAI1:Ma130-PYR1:Ma9170/RCAR1:Ma460/RCAR3:Ma490 showed co-expression of uniform downregulation (Fig. 9b). Under the salt treatment in FJ, gene pairs HAI2:Ma600- CIPK23:Ma540/PYL10:Ma9170, HAI3:Ma9000- PYL10:Ma9170, and PYL1:Ma780-PP2CA:Ma050 showed uniform upregulation (Fig. 10b). Under the osmotic treatment in FJ, HAI2:Ma600- CIPK23:Ma540 had upregulated co-expression (Fig. 11b). Collectively, these results suggest that more gene pairs were uniformly upregulated in FJ than in BX under cold, salt, and osmotic treatments, indicating the crucial roles of Group A PP2C-mediated network in stress signaling.


RNA Methylation Is Involved in Promoting mRNA Transport in Plants

More and more studies have shown that RNA methylation is deeply involved in plant developmental regulation and abiotic stress response (Merret et al., 2015 Růžička et al., 2017 Wei et al., 2018 Hu et al., 2019). Recent studies have provided much evidence for the involvement of methylation in plant RNA transport. Compared with other types of methylation, m5C is more likely to participate in systemic mRNA transfer in the phloem of plants. The study reported that the 5mC base-modified mRNA in Ərəbidopsis can move to different organs over graft union. TUMOR CONTROLLED TRANSLATION PROTEIN 1 (TCTP1) və HEAT SHOCK homologous protein 70.1 (HSC70.1) were insufficiently methylated due to 5mC mutation with reduced transport, 5mC modified TCTP1 can transport to root cells and increase root growth (Yang et al., 2019). The possible roles of methylation in the systematic transport of plant mRNA are listed as follows:

Methylation and Stability

As we known that mRNA is never naked in the phloem mediated transportation. Except PTB proteins, m5C can also increase the stability of mRNA, such as (tRNA METHYLTRANSFERASE 4 (TRM4)-mediated m5C methylation in Ərəbidopsis delayed the degradation of SHY2IAA16 transcripts, thereby affecting root development (Cui et al., 2017). Therefore, the ability of methylation to increase mRNA stability may be beneficial for long-distance RNA transport.

Methylation and Sequence Specificity

The mobility of numerous endogenous mRNAs form CC to SE is motif-dependent (Ham et al., 2009 Li et al., 2011 Mahajan et al., 2012 Cho et al., 2015 Duan et al., 2016 Ham and Lucas, 2017). MEME-ChIP recognized that certain consistent motifs exist near the mRNA methylation sites were more than 50% in the methylated mRNA population (Cui et al., 2017). In fact, methylation was necessary for the transport of Arabidopsis TCTP1 mRNA through SE. In this process, specific motifs in the mRNA were recognized by methyltransferase to achieve methylation of TCTP1 mRNA (Yang et al., 2019). A segment of Arabidopsis TCTP1 mRNA selected for the affinity test of pumpkin phloem exudate contains methylation sites and surrounding areas, which proved that this segment of Arabidopsis TCTP1 mRNA was bound to CmPS1 in vitro (Tolstyko et al., 2020).

Methylation and TLS

A methyltransferase TRM4, selectively methylated specific nucleotides on certain tRNAs in yeast, can significantly enhance the stability of tRNAs and avoid tRNA degradation caused by environmental changes (Müller et al., 2019 Xue et al., 2020). As mentioned before, TLS was found be significantly enriched in mobile mRNA datasets of Ərəbidopsis. For example, tRNA Gly or tRNA Met methylated with specific 5mC in Ərəbidopsis, can trigger the mobility of non-mobile GUS mRNT. While tRNA Ile with little or no methylated cytosines was non-mobile (Zhang et al., 2016). Such base modifications have the potential to change the structure of the transcript and interact with cytokines, and thus may mediate long-distance movement of the transcript. 5mC methylation increases the stability of TLS and mRNA in Ərəbidopsis, thereby increasing the stability and ability of RNA transport.

Methylation and Translation Activity

To achieve the function of translated mobile mRNA in destination cells, it is necessary to ensure that the mRNA will not be translated in advance during the transport process. Analysis of the results of m5C-RIP-Seq showed that the m5C peak was mostly located in the CDS region, and it was significantly enriched in the regions after start and before stop codon (Cui et al., 2017). The high content of m5C in Ərəbidopsis mRNA was more related to ribosomal subunits (40S and 60S) and monosome (80S) rather than polysome, proving the abundance of m5C was negatively correlated with mRNA translation activity (Cui et al., 2017). This may help to avoid mRNA translation during transport.


Təşəkkürlər

I apologize to authors whose work could not be described thoroughly within the text and reference limits. Research in the Collins laboratory has been supported by the National Institutes of Health, Burroughs Wellcome Fund, American Cancer Society and the UC Cancer Research Coordinating Committee. I thank the members of the Collins laboratory over the past decade for creating such a stimulating and supportive research environment. I also thank T. Cech and C. O'Connor for their comments on the original draft of this review.



Şərhlər:

  1. Manneville

    Danışaq, bu mövzuda deyəcəklərim var.

  2. Vilar

    Səhv edirsən. Mən əminəm. Bunu sübut edə bilərəm. Mənə baş nazirlə yaz, müzakirə edin.



Mesaj yazmaq