Yếu tố phiên mã NAC và lúa chịu nóng

 Yếu tố phiên mã NAC và lúa chịu nóng

Nguồn: Liu XH, Lyu YS, Yang W, Yang ZT, Lu SJ, Liu JX. 2020. A membrane-associated NAC transcription factor OsNTL3 is involved in thermotolerance in rice. Plant Biotechnol J. 2020 May;18(5):1317-1329.

Biến đổi khí hậu toàn cầu bao gồm nhiệt độ trung bình tăng lên cộng với nồng độ khí CO₂ trong khí quyển tăng, tác động rất lớn đến tăng trưởng thực vật và năng suất cây trồng. Stress nóng làm cho sự tích tụ protein bị xáo trộn trong mạng võng nội chất (ER: endoplasmic reticulum). Đây là bắt đầu làm phản ứng protein bị xáo trộn UPR (unfolded protein response) trong cây. Những công trình nghiên cứu trước đó đã chứng minh được vai trò nối kết của mạng ER cây lúa và yếu tố phiên mã OsbZIP74 (hay còn gọi là OsbZIP50) trong hiện tượng UPR. Tuy nhiên, làm thế nào OsbZIP74 và những yếu tố phiên mã khác, nối kết trên mạng dẫn đến kết quả chống chịu nóng của cây lúa vẫn chưa được báo cáo. Theo kết quả nghiên cứu này, người ta đã tìm thấy OsNTL3 trong sự kiện chống chịu stress nóng của cây lúa. OsNTL3 biểu hiện một cách tự nhiên và điều tiết theo kiểu up bởi nhiệt độ nóng và stress tại mạng ER. OsNTL3 mã hóa yếu tố phiên mã NAC có domain thuộc dạng transmembrane ở đầu C. Phân tử GFP-OsNTL3 tại định vị từ màng plasma đến nhân, khi nó phản ứng với stress nóng và những chất kích thích tạo nên stress tại ER. Đột biện kiểu Loss-of-function của gen OsNTL3 liên quan đến sự nhiễm với nhiệt độ nóng khi nó biểu hiện ở dạng bị cắt cụt đầu (truncated form) của OsNTL3 mà không có “transmembrane domain” để giúp chống chịu nóng ở giai đoạn mạ. Kỹ thuật phân tích RNA-Seq cho kết quả là OsNTL3 điều tiết sự biểu hiện của các gen có trong ER protein khi gấp cuộn và khi thực hiện những tiến trình khác. Đáng chú ý là OsNTL3 kết gắn trực tiếp với promoter OsbZIP74 rồi điều tiết sự biểu hiện gen khi phản ứng với stress nóng. Trái lại, điều tiết theo kiểu up của gen OsNTL3 bởi stress nóng tùy thuộc vào OsbZIP74. Công trình khoa học này cho thấy vai trò vô cùng quan trọng của OsNTL3 trong cơ chế chống chịu nhiệt, và mạng lưới điều tiết được khởi động bởi OsbZIP74 và OsNTL3 đưa thông tin đến vùng mạng võng nội chất ER, mạng plasma và nhân trong điều kiện bị stress nóng. Xem: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7152603/