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DNA Topoisomerase 1 Prevents r-loop Accumulation to Modulate Auxin-regulated root Development in rice

Molecular Plant 2017年第6期10卷 821-833页

作者： Sarfraz Shafiq Chunli Chen Jing Yang Lingling Cheng Fei Ma Emilie Widemann Qianwen Sun Center for Plant Biology and Tsinghua-Peking Joint Center for Life Sciences School of Life Sciences Tsinghua University Beijing 100084 China College of Life Science and Technology Huazhong Agricultural University Wuhan 430070 China Permanent affiliation: Department of Environmental Sciences COMSATS Institute of Information Technology Abbottabad 22060 Pakistan

r-loop structures （rNA：DNA hybrids） have important functions in many biological processes, including transcriptional regulation and genome instability among diverse organisms. DNA topoisomerase 1 （TOP1）, an essential manipulator of DNA topology during rNA transcription and DNA replication processes, can prevent r-loop accumulation by removing the positive and negative DNA supercoiling that is made by rNA polymerases during transcription. TOP1 is required for plant development, but little is known about its function in preventing co-transcriptional r-loop accumulation in various biological processes in plants. Here we show that knockdown of OsTOP1 strongly affects rice development, causing defects in root archi- tecture and gravitropism, which are the consequences of misregulation of auxin signaling and transporter genes. We found that r-loops are naturally formed at rice auxin-related gene loci, and overaccumulate when OsTOP1 is knocked down or OsTOP1 protein activity is inhibited. OsTOP1 therefore sets the accurate expression levels of auxin-related genes by preventing the overaccumulation of inherent r-loops. Our data reveal r-loops as important factors in polar auxin transport and plant root development, and highlight that OsTOP1 functions as a key to link transcriptional r-loops with plant hormone signaling, provide new in- sights into transcriptional regulation of hormone signaling in plants.

关键词： r-loops DNA TOP1 auxin signaling root development

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三链染色质结构r-loop的研究进展:从检测方法到生物学功能

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中国科学：生命科学 2023年第3期53卷 289-303页

作者：周劲聪王文杰孙前文清华大学生命科学学院植物生物学中心北京100084 清华大学-北京大学生命科学联合中心北京100084

r-loop是由一条单链DNA和另一条rNA∶DNA杂合链组成的三链染色质结构,在众多生物体中发挥着重要的生物学功能.生物体内有众多调控因子通过调节r-loop的稳态来影响各水平的基因组调控事件,如转录、复制、DNA损伤及修复等.近年来,随着r-l... 详细信息

r-loop是由一条单链DNA和另一条rNA∶DNA杂合链组成的三链染色质结构,在众多生物体中发挥着重要的生物学功能.生物体内有众多调控因子通过调节r-loop的稳态来影响各水平的基因组调控事件,如转录、复制、DNA损伤及修复等.近年来,随着r-loop的检测技术日益成熟,越来越多的r-loop生物学新功能正在被发现.本文归纳比较了不同的r-loop检测方法,并对植物r-loop生物学功能研究进展进行了重点阐述.

关键词： rNA:DNA杂合链 r-loops 基因组调控

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