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Transcriptional Regulation of the Ambient Temperature Response by H2A.Z Nucleosomes and HSF1 Transcription Factors in Arabidopsis

引用

Molecular Plant 2017年第10期10卷 1258-1273页

作者： Sandra Cortijo Varodom Charoensawan Anna Brestovitsky ruth buning Charles Ravarani Daniela Rhodes John van Noort Katja E. Jaeger Philip A. Wigge The Sainsbury Laboratory University of Cambridge 47 Bateman Street Cambridge CB2 1LR UK Department of Biochemistry Faculty of Science Mahidol University 272 Rama Vl Road Ratchathewi District Bangkok 10400 Thailand Integrative Computational BioScience (ICBS) Center Mahidor University 999 Phuttamonthon 4 Road Salaya Nakhon Pathom 73170 Thailand Biological and Soft Matter Physics Huygens-Kamerlingh Onnes Laboratory Leiden University Niels Bohrweg 2 2333 CA Leiden the Netherlands Medical Research Council Laboratory for Molecular Biology Francis Crick Avenue Cambridge CB2 0QH UK Institute of Structural Biology Nanyang Technical University 50 Nanyang Avenue Singapore 639798 Singapore

Temperature influences the distribution, range, and phenology of plants. The key transcriptional activators of heat shock response in eukaryotes, the heat shock factors （HSFs）, have undergone large-scale gene amplification in plants. While HSFs are central in heat stress responses, their role in the response to ambient temperature changes is less well understood. We show here that the warm ambient temperature transcriptome is dependent upon the HSFA1 clade ofArabidopsis HSFs, which cause a rapid and dynamic eviction of H2A.Z nucleosomes at target genes. A transcriptional cascade results in the activation of multiple downstream stress-responsive transcription factors, triggering large-scale changes to the transcriptome in response to elevated temperature. H2A.Z nucleosomes are enriched at temperature-responsive genes at non-inducible temperature, and thus likely confer inducibility of gene expression and higher responsive dynamics. We propose that the antagonistic effects of H2A.Z and HSF1 provide a mechanism to activate gene expression rapidly and precisely in response to temperature, while preventing leaky transcription in the absence of an activation signal.

关键词： gene expression regulation plant temperature sensing and signaling transcriptomics nucleosome dynamics histone variant H2A.Z heat shock transcription factors

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