Published July 31, 2020
| Version v1
Publication
Open
The <i>thick aleurone1</i> Gene Encodes a NOT1 Subunit of the CCR4-NOT Complex and Regulates Cell Patterning in Endosperm
Creators
- 1. Iowa State University
- 2. Chinese Academy of Agricultural Sciences
- 3. Institute of Crop Sciences
- 4. University of Florida
Description
Maize (Zea mays) thick aleurone1 (thk1-R) mutants form multiple aleurone layers in the endosperm and have arrested embryogenesis. Prior studies suggest that thk1 functions downstream of defective kernel1 (dek1) in a regulatory pathway that controls aleurone cell fate and other endosperm traits. The original thk1-R mutant contained an ∼2-Mb multigene deletion, which precluded identification of the causal gene. Here, ethyl methanesulfonate mutagenesis produced additional alleles, and RNA sequencing from developing endosperm was used to identify a candidate gene based on differential expression compared with the wild-type progenitor. Gene editing confirmed the gene identity by producing mutant alleles that failed to complement existing thk1 mutants and that produced multiple-aleurone homozygous phenotypes. Thk1 encodes a homolog of NEGATIVE ON TATA-LESS1, a protein that acts as a scaffold for the CARBON CATABOLITE REPRESSION4-NEGATIVE ON TATA-LESS complex. This complex is highly conserved and essential in all eukaryotes for regulating a wide array of gene expression and cellular activities. Maize also harbors a duplicate locus, thick aleurone-like1, which likely accounts for the ability of thk1 mutants to form viable cells. Transcriptomic analysis indicated that THK1 regulates activities involving cell division, signaling, differentiation, and metabolism. Identification of thk1 provides an important new component of the DEK1 regulatory system that patterns cell fate in endosperm.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تشكل طفرات الذرة (Zea mays) الحبيبية السميكة 1 (thk1 - R) طبقات متعددة من الحبيبات في السويداء وأوقفت تكوين الجنين. تشير الدراسات السابقة إلى أن thk1 يعمل في اتجاه مجرى النواة المعيبة 1 (dek1) في مسار تنظيمي يتحكم في مصير خلايا الألورون وغيرها من سمات السويداء. احتوى متحور thk1 - R الأصلي على حذف متعدد الجينات بسعة 2 ميجابايت، مما حال دون تحديد الجين السببي. هنا، أنتجت طفرات إيثيل ميثان سلفونات أليلات إضافية، وتم استخدام تسلسل الحمض النووي الريبي من السويداء النامية لتحديد الجين المرشح بناءً على التعبير التفاضلي مقارنةً بالسلف من النوع البري. أكد التعديل الجيني هوية الجين من خلال إنتاج أليلات متحولة فشلت في استكمال طفرات thk1 الموجودة والتي أنتجت أنماطًا ظاهرية متجانسة متعددة الأيلورون. يقوم Thk1 بتشفير تجانس سلبي على TATA - LESS1، وهو بروتين يعمل كسقالة لمركب مستقلب الكربون REPRESSION4 - NEGATIVE على مجمع TATA - LESS. هذا المركب محفوظ للغاية وضروري في جميع حقيقيات النوى لتنظيم مجموعة واسعة من التعبير الجيني والأنشطة الخلوية. تحتوي الذرة أيضًا على موضع مكرر، يشبه الألورون السميك 1، والذي من المحتمل أن يفسر قدرة طفرات thk1 على تكوين خلايا قابلة للحياة. أشار التحليل النصي إلى أن THK1 ينظم الأنشطة التي تنطوي على انقسام الخلايا والإشارات والتمايز والتمثيل الغذائي. يوفر تحديد Thk1 مكونًا جديدًا مهمًا للنظام التنظيمي DEK1 الذي ينمط مصير الخلية في السويداء.Translated Description (French)
Les mutants épais de l'aleurone 1 (thk1-R) du maïs (Zea mays) forment de multiples couches d'aleurone dans l'endosperme et ont arrêté l'embryogenèse. Des études antérieures suggèrent que thk1 fonctionne en aval du noyau défectueux1 (dek1) dans une voie de régulation qui contrôle le devenir des cellules aleurones et d'autres traits de l'endosperme. Le mutant thk1-R original contenait une délétion multigénique d'environ 2 Mo, ce qui empêchait l'identification du gène causal. Ici, la mutagénèse du méthanesulfonate d'éthyle a produit des allèles supplémentaires, et le séquençage de l'ARN à partir de l'endosperme en développement a été utilisé pour identifier un gène candidat basé sur l'expression différentielle par rapport au progéniteur de type sauvage. L'édition du gène a confirmé l'identité du gène en produisant des allèles mutants qui n'ont pas réussi à compléter les mutants thk1 existants et qui ont produit des phénotypes homozygotes à multiples aléones. Thk1 code pour un homologue du complexe NÉGATIF ON TATA-LESS1, une protéine qui agit comme un échafaudage pour le complexe CATABOLITE CARBONE REPRESSION4-NEGATIVE ON TATA-LESS. Ce complexe est hautement conservé et essentiel chez tous les eucaryotes pour réguler un large éventail d'expression génique et d'activités cellulaires. Le maïs abrite également un locus dupliqué, semblable à l'aleurone épaisse1, qui explique probablement la capacité des mutants thk1 à former des cellules viables. L'analyse transcriptomique a indiqué que THK1 régule les activités impliquant la division cellulaire, la signalisation, la différenciation et le métabolisme. L'identification de thk1 fournit un nouveau composant important du système de régulation DEK1 qui modèle le devenir des cellules dans l'endosperme.Translated Description (Spanish)
Los mutantes gruesos de aleurona1 (thk1-R) de maíz (Zea mays) forman múltiples capas de aleurona en el endospermo y han detenido la embriogénesis. Estudios previos sugieren que thk1 funciona corriente abajo del núcleo defectuoso1 (dek1) en una vía reguladora que controla el destino de las células de aleurona y otros rasgos del endospermo. El mutante thk1-R original contenía una deleción multigénica de ~ 2 Mb, lo que impedía la identificación del gen causal. Aquí, la mutagénesis con metanosulfonato de etilo produjo alelos adicionales, y se utilizó la secuenciación de ARN del endospermo en desarrollo para identificar un gen candidato basado en la expresión diferencial en comparación con el progenitor de tipo salvaje. La edición génica confirmó la identidad génica al producir alelos mutantes que no complementaron a los mutantes thk1 existentes y que produjeron fenotipos homocigotos de múltiples aleuronas. Thk1 codifica un homólogo de NEGATIVO en TATA-LESS1, una proteína que actúa como un andamio para el CATABOLITO DE CARBONO REPRESSION4-NEGATIVE ON TATA-LESS complex. Este complejo está altamente conservado y es esencial en todos los eucariotas para regular una amplia gama de actividades celulares y de expresión génica. El maíz también alberga un locus duplicado, similar a la aleurona gruesa1, que probablemente explica la capacidad de los mutantes thk1 para formar células viables. El análisis transcriptómico indicó que THK1 regula las actividades que involucran la división celular, la señalización, la diferenciación y el metabolismo. La identificación de thk1 proporciona un nuevo componente importante del sistema regulador DEK1 que modela el destino celular en el endospermo.Files
plphys_v184_2_960.pdf.pdf
Files
(93 Bytes)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:b0d506893d4802090edf1644f5f082cd
|
93 Bytes | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- يقوم جين <i>aleurone1 السميك</i> بترميز الوحدة الفرعية NOT1 لمركب CCR4 - NOT وينظم نقش الخلايا في السويداء
- Translated title (French)
- Le gène <i>épais de</i> l'aleurone1 code pour une sous-unité NOT1 du complexe CCR4-NOT et régule la structure cellulaire de l'endosperme
- Translated title (Spanish)
- El gen <i>grueso de</i> la aleurona 1 codifica una subunidad NOT1 del complejo CCR4-NOT y regula el patrón celular en el endospermo
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3046609852
- DOI
- 10.1104/pp.20.00703
References
- https://openalex.org/W1496599646
- https://openalex.org/W1603443640
- https://openalex.org/W1916975800
- https://openalex.org/W1963847642
- https://openalex.org/W1964207216
- https://openalex.org/W1968429924
- https://openalex.org/W1969019156
- https://openalex.org/W1969189009
- https://openalex.org/W1969897518
- https://openalex.org/W1971544094
- https://openalex.org/W1981040191
- https://openalex.org/W1996157637
- https://openalex.org/W2014704298
- https://openalex.org/W2017519756
- https://openalex.org/W2025211809
- https://openalex.org/W2030744177
- https://openalex.org/W2036540971
- https://openalex.org/W2042170986
- https://openalex.org/W2048172824
- https://openalex.org/W2052991419
- https://openalex.org/W2057604708
- https://openalex.org/W2058975891
- https://openalex.org/W2064298041
- https://openalex.org/W2065942585
- https://openalex.org/W2067434231
- https://openalex.org/W2072278791
- https://openalex.org/W2074258488
- https://openalex.org/W2078094716
- https://openalex.org/W2078807885
- https://openalex.org/W2090071548
- https://openalex.org/W2095907724
- https://openalex.org/W2102278945
- https://openalex.org/W2102831907
- https://openalex.org/W2103300721
- https://openalex.org/W2103690822
- https://openalex.org/W2105159365
- https://openalex.org/W2108234281
- https://openalex.org/W2109836810
- https://openalex.org/W2110284618
- https://openalex.org/W2117403504
- https://openalex.org/W2126099985
- https://openalex.org/W2126207814
- https://openalex.org/W2134526812
- https://openalex.org/W2134673854
- https://openalex.org/W2140692122
- https://openalex.org/W2143698726
- https://openalex.org/W2147860548
- https://openalex.org/W2148094599
- https://openalex.org/W2150131459
- https://openalex.org/W2151812648
- https://openalex.org/W2179438025
- https://openalex.org/W2226425307
- https://openalex.org/W2232599505
- https://openalex.org/W2301274246
- https://openalex.org/W2311203695
- https://openalex.org/W2336835708
- https://openalex.org/W2510875395
- https://openalex.org/W2515143162
- https://openalex.org/W2519507560
- https://openalex.org/W2527832349
- https://openalex.org/W2557547067
- https://openalex.org/W2589515024
- https://openalex.org/W2594347858
- https://openalex.org/W2596680179
- https://openalex.org/W2611604995
- https://openalex.org/W2623168030
- https://openalex.org/W2764323196
- https://openalex.org/W2785604322
- https://openalex.org/W2888186225
- https://openalex.org/W2894887414
- https://openalex.org/W2895478929
- https://openalex.org/W2905189499
- https://openalex.org/W2938574745
- https://openalex.org/W2946575882
- https://openalex.org/W2997460185