ArticlePlant physiology2016
Deciphering the Molecular Mechanisms Underpinning the Transcriptional Control of Gene Expression by Master Transcriptional Regulators in Arabidopsis Seed.
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Authors and funding
16 authors at 3 institutions in 2 countries.
Sébastien BaudInstitut Jean-Pierre Bourgin, Institut National de la Recherche Agronomique, AgroParisTech, Centre National de la Recherche Scientifique, Université Paris-Saclay, RD10, F-78026 Versailles cedex, France (S.Ba., Z.K., J.T., C.B., A.T., M.P., N.B., D.E.-C., L.L., B.D.);Laboratoire de Physiologie Cellulaire et Végétale, Université Grenoble Alpes, Centre National de la Recherche Scientifique Unité Mixte de Recherche 5168, Commissariat à l'Energie Atomique/DRF/BIG, Institut National de la Recherche Agronomique Unité Mixte de Recherche 1417, 38054 Grenoble, France (S.Bl., E.T., F.P.); andGenomics Unit (J.M.F.-Z., M.G.) and Plant Molecular Genetics Department (R.S.), Centro Nacional de Biotecnología, Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Campus Universidad Autónoma, 28049 Madrid, Spain.ORCID 0000-0002-5507-327X
Zsolt KelemenInstitut Jean-Pierre Bourgin, Institut National de la Recherche Agronomique, AgroParisTech, Centre National de la Recherche Scientifique, Université Paris-Saclay, RD10, F-78026 Versailles cedex, France (S.Ba., Z.K., J.T., C.B., A.T., M.P., N.B., D.E.-C., L.L., B.D.);Laboratoire de Physiologie Cellulaire et Végétale, Université Grenoble Alpes, Centre National de la Recherche Scientifique Unité Mixte de Recherche 5168, Commissariat à l'Energie Atomique/DRF/BIG, Institut National de la Recherche Agronomique Unité Mixte de Recherche 1417, 38054 Grenoble, France (S.Bl., E.T., F.P.); andGenomics Unit (J.M.F.-Z., M.G.) and Plant Molecular Genetics Department (R.S.), Centro Nacional de Biotecnología, Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Campus Universidad Autónoma, 28049 Madrid, Spain.
Johanne ThéveninInstitut Jean-Pierre Bourgin, Institut National de la Recherche Agronomique, AgroParisTech, Centre National de la Recherche Scientifique, Université Paris-Saclay, RD10, F-78026 Versailles cedex, France (S.Ba., Z.K., J.T., C.B., A.T., M.P., N.B., D.E.-C., L.L., B.D.);Laboratoire de Physiologie Cellulaire et Végétale, Université Grenoble Alpes, Centre National de la Recherche Scientifique Unité Mixte de Recherche 5168, Commissariat à l'Energie Atomique/DRF/BIG, Institut National de la Recherche Agronomique Unité Mixte de Recherche 1417, 38054 Grenoble, France (S.Bl., E.T., F.P.); andGenomics Unit (J.M.F.-Z., M.G.) and Plant Molecular Genetics Department (R.S.), Centro Nacional de Biotecnología, Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Campus Universidad Autónoma, 28049 Madrid, Spain.ORCID 0000-0002-5293-5460
Céline BoulardInstitut Jean-Pierre Bourgin, Institut National de la Recherche Agronomique, AgroParisTech, Centre National de la Recherche Scientifique, Université Paris-Saclay, RD10, F-78026 Versailles cedex, France (S.Ba., Z.K., J.T., C.B., A.T., M.P., N.B., D.E.-C., L.L., B.D.);Laboratoire de Physiologie Cellulaire et Végétale, Université Grenoble Alpes, Centre National de la Recherche Scientifique Unité Mixte de Recherche 5168, Commissariat à l'Energie Atomique/DRF/BIG, Institut National de la Recherche Agronomique Unité Mixte de Recherche 1417, 38054 Grenoble, France (S.Bl., E.T., F.P.); andGenomics Unit (J.M.F.-Z., M.G.) and Plant Molecular Genetics Department (R.S.), Centro Nacional de Biotecnología, Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Campus Universidad Autónoma, 28049 Madrid, Spain.
Sandrine BlanchetInstitut Jean-Pierre Bourgin, Institut National de la Recherche Agronomique, AgroParisTech, Centre National de la Recherche Scientifique, Université Paris-Saclay, RD10, F-78026 Versailles cedex, France (S.Ba., Z.K., J.T., C.B., A.T., M.P., N.B., D.E.-C., L.L., B.D.);Laboratoire de Physiologie Cellulaire et Végétale, Université Grenoble Alpes, Centre National de la Recherche Scientifique Unité Mixte de Recherche 5168, Commissariat à l'Energie Atomique/DRF/BIG, Institut National de la Recherche Agronomique Unité Mixte de Recherche 1417, 38054 Grenoble, France (S.Bl., E.T., F.P.); andGenomics Unit (J.M.F.-Z., M.G.) and Plant Molecular Genetics Department (R.S.), Centro Nacional de Biotecnología, Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Campus Universidad Autónoma, 28049 Madrid, Spain.
Alexandra ToInstitut Jean-Pierre Bourgin, Institut National de la Recherche Agronomique, AgroParisTech, Centre National de la Recherche Scientifique, Université Paris-Saclay, RD10, F-78026 Versailles cedex, France (S.Ba., Z.K., J.T., C.B., A.T., M.P., N.B., D.E.-C., L.L., B.D.);Laboratoire de Physiologie Cellulaire et Végétale, Université Grenoble Alpes, Centre National de la Recherche Scientifique Unité Mixte de Recherche 5168, Commissariat à l'Energie Atomique/DRF/BIG, Institut National de la Recherche Agronomique Unité Mixte de Recherche 1417, 38054 Grenoble, France (S.Bl., E.T., F.P.); andGenomics Unit (J.M.F.-Z., M.G.) and Plant Molecular Genetics Department (R.S.), Centro Nacional de Biotecnología, Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Campus Universidad Autónoma, 28049 Madrid, Spain.ORCID 0000-0002-0204-4045
Manon PayreInstitut Jean-Pierre Bourgin, Institut National de la Recherche Agronomique, AgroParisTech, Centre National de la Recherche Scientifique, Université Paris-Saclay, RD10, F-78026 Versailles cedex, France (S.Ba., Z.K., J.T., C.B., A.T., M.P., N.B., D.E.-C., L.L., B.D.);Laboratoire de Physiologie Cellulaire et Végétale, Université Grenoble Alpes, Centre National de la Recherche Scientifique Unité Mixte de Recherche 5168, Commissariat à l'Energie Atomique/DRF/BIG, Institut National de la Recherche Agronomique Unité Mixte de Recherche 1417, 38054 Grenoble, France (S.Bl., E.T., F.P.); andGenomics Unit (J.M.F.-Z., M.G.) and Plant Molecular Genetics Department (R.S.), Centro Nacional de Biotecnología, Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Campus Universidad Autónoma, 28049 Madrid, Spain.
Nathalie BergerInstitut Jean-Pierre Bourgin, Institut National de la Recherche Agronomique, AgroParisTech, Centre National de la Recherche Scientifique, Université Paris-Saclay, RD10, F-78026 Versailles cedex, France (S.Ba., Z.K., J.T., C.B., A.T., M.P., N.B., D.E.-C., L.L., B.D.);Laboratoire de Physiologie Cellulaire et Végétale, Université Grenoble Alpes, Centre National de la Recherche Scientifique Unité Mixte de Recherche 5168, Commissariat à l'Energie Atomique/DRF/BIG, Institut National de la Recherche Agronomique Unité Mixte de Recherche 1417, 38054 Grenoble, France (S.Bl., E.T., F.P.); andGenomics Unit (J.M.F.-Z., M.G.) and Plant Molecular Genetics Department (R.S.), Centro Nacional de Biotecnología, Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Campus Universidad Autónoma, 28049 Madrid, Spain.
Delphine Effroy-CuzziInstitut Jean-Pierre Bourgin, Institut National de la Recherche Agronomique, AgroParisTech, Centre National de la Recherche Scientifique, Université Paris-Saclay, RD10, F-78026 Versailles cedex, France (S.Ba., Z.K., J.T., C.B., A.T., M.P., N.B., D.E.-C., L.L., B.D.);Laboratoire de Physiologie Cellulaire et Végétale, Université Grenoble Alpes, Centre National de la Recherche Scientifique Unité Mixte de Recherche 5168, Commissariat à l'Energie Atomique/DRF/BIG, Institut National de la Recherche Agronomique Unité Mixte de Recherche 1417, 38054 Grenoble, France (S.Bl., E.T., F.P.); andGenomics Unit (J.M.F.-Z., M.G.) and Plant Molecular Genetics Department (R.S.), Centro Nacional de Biotecnología, Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Campus Universidad Autónoma, 28049 Madrid, Spain.
Jose Manuel Franco-ZorrillaInstitut Jean-Pierre Bourgin, Institut National de la Recherche Agronomique, AgroParisTech, Centre National de la Recherche Scientifique, Université Paris-Saclay, RD10, F-78026 Versailles cedex, France (S.Ba., Z.K., J.T., C.B., A.T., M.P., N.B., D.E.-C., L.L., B.D.);Laboratoire de Physiologie Cellulaire et Végétale, Université Grenoble Alpes, Centre National de la Recherche Scientifique Unité Mixte de Recherche 5168, Commissariat à l'Energie Atomique/DRF/BIG, Institut National de la Recherche Agronomique Unité Mixte de Recherche 1417, 38054 Grenoble, France (S.Bl., E.T., F.P.); andGenomics Unit (J.M.F.-Z., M.G.) and Plant Molecular Genetics Department (R.S.), Centro Nacional de Biotecnología, Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Campus Universidad Autónoma, 28049 Madrid, Spain.
Marta GodoyInstitut Jean-Pierre Bourgin, Institut National de la Recherche Agronomique, AgroParisTech, Centre National de la Recherche Scientifique, Université Paris-Saclay, RD10, F-78026 Versailles cedex, France (S.Ba., Z.K., J.T., C.B., A.T., M.P., N.B., D.E.-C., L.L., B.D.);Laboratoire de Physiologie Cellulaire et Végétale, Université Grenoble Alpes, Centre National de la Recherche Scientifique Unité Mixte de Recherche 5168, Commissariat à l'Energie Atomique/DRF/BIG, Institut National de la Recherche Agronomique Unité Mixte de Recherche 1417, 38054 Grenoble, France (S.Bl., E.T., F.P.); andGenomics Unit (J.M.F.-Z., M.G.) and Plant Molecular Genetics Department (R.S.), Centro Nacional de Biotecnología, Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Campus Universidad Autónoma, 28049 Madrid, Spain.ORCID 0000-0002-5552-0076
Roberto SolanoInstitut Jean-Pierre Bourgin, Institut National de la Recherche Agronomique, AgroParisTech, Centre National de la Recherche Scientifique, Université Paris-Saclay, RD10, F-78026 Versailles cedex, France (S.Ba., Z.K., J.T., C.B., A.T., M.P., N.B., D.E.-C., L.L., B.D.);Laboratoire de Physiologie Cellulaire et Végétale, Université Grenoble Alpes, Centre National de la Recherche Scientifique Unité Mixte de Recherche 5168, Commissariat à l'Energie Atomique/DRF/BIG, Institut National de la Recherche Agronomique Unité Mixte de Recherche 1417, 38054 Grenoble, France (S.Bl., E.T., F.P.); andGenomics Unit (J.M.F.-Z., M.G.) and Plant Molecular Genetics Department (R.S.), Centro Nacional de Biotecnología, Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Campus Universidad Autónoma, 28049 Madrid, Spain.
Emmanuel ThevenonInstitut Jean-Pierre Bourgin, Institut National de la Recherche Agronomique, AgroParisTech, Centre National de la Recherche Scientifique, Université Paris-Saclay, RD10, F-78026 Versailles cedex, France (S.Ba., Z.K., J.T., C.B., A.T., M.P., N.B., D.E.-C., L.L., B.D.);Laboratoire de Physiologie Cellulaire et Végétale, Université Grenoble Alpes, Centre National de la Recherche Scientifique Unité Mixte de Recherche 5168, Commissariat à l'Energie Atomique/DRF/BIG, Institut National de la Recherche Agronomique Unité Mixte de Recherche 1417, 38054 Grenoble, France (S.Bl., E.T., F.P.); andGenomics Unit (J.M.F.-Z., M.G.) and Plant Molecular Genetics Department (R.S.), Centro Nacional de Biotecnología, Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Campus Universidad Autónoma, 28049 Madrid, Spain.
François ParcyInstitut Jean-Pierre Bourgin, Institut National de la Recherche Agronomique, AgroParisTech, Centre National de la Recherche Scientifique, Université Paris-Saclay, RD10, F-78026 Versailles cedex, France (S.Ba., Z.K., J.T., C.B., A.T., M.P., N.B., D.E.-C., L.L., B.D.);Laboratoire de Physiologie Cellulaire et Végétale, Université Grenoble Alpes, Centre National de la Recherche Scientifique Unité Mixte de Recherche 5168, Commissariat à l'Energie Atomique/DRF/BIG, Institut National de la Recherche Agronomique Unité Mixte de Recherche 1417, 38054 Grenoble, France (S.Bl., E.T., F.P.); andGenomics Unit (J.M.F.-Z., M.G.) and Plant Molecular Genetics Department (R.S.), Centro Nacional de Biotecnología, Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Campus Universidad Autónoma, 28049 Madrid, Spain.ORCID 0000-0003-2191-500X
Loïc LepiniecInstitut Jean-Pierre Bourgin, Institut National de la Recherche Agronomique, AgroParisTech, Centre National de la Recherche Scientifique, Université Paris-Saclay, RD10, F-78026 Versailles cedex, France (S.Ba., Z.K., J.T., C.B., A.T., M.P., N.B., D.E.-C., L.L., B.D.);Laboratoire de Physiologie Cellulaire et Végétale, Université Grenoble Alpes, Centre National de la Recherche Scientifique Unité Mixte de Recherche 5168, Commissariat à l'Energie Atomique/DRF/BIG, Institut National de la Recherche Agronomique Unité Mixte de Recherche 1417, 38054 Grenoble, France (S.Bl., E.T., F.P.); andGenomics Unit (J.M.F.-Z., M.G.) and Plant Molecular Genetics Department (R.S.), Centro Nacional de Biotecnología, Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Campus Universidad Autónoma, 28049 Madrid, Spain.ORCID 0000-0002-5845-3323
Bertrand DubreucqInstitut Jean-Pierre Bourgin, Institut National de la Recherche Agronomique, AgroParisTech, Centre National de la Recherche Scientifique, Université Paris-Saclay, RD10, F-78026 Versailles cedex, France (S.Ba., Z.K., J.T., C.B., A.T., M.P., N.B., D.E.-C., L.L., B.D.);Laboratoire de Physiologie Cellulaire et Végétale, Université Grenoble Alpes, Centre National de la Recherche Scientifique Unité Mixte de Recherche 5168, Commissariat à l'Energie Atomique/DRF/BIG, Institut National de la Recherche Agronomique Unité Mixte de Recherche 1417, 38054 Grenoble, France (S.Bl., E.T., F.P.); andGenomics Unit (J.M.F.-Z., M.G.) and Plant Molecular Genetics Department (R.S.), Centro Nacional de Biotecnología, Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Campus Universidad Autónoma, 28049 Madrid, Spain bertrand.dubreucq@versailles.inra.fr.ORCID 0000-0003-2661-5479
AgroParisTech · FRCentro Nacional de Biotecnología · ESCommissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives · FR
Funding
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Abstract
In Arabidopsis (Arabidopsis thaliana), transcriptional control of seed maturation involves three related regulators with a B3 domain, namely LEAFY COTYLEDON2 (LEC2), ABSCISIC ACID INSENSITIVE3 (ABI3), and FUSCA3 (ABI3/FUS3/LEC2 [AFLs]). Although genetic analyses have demonstrated partially overlapping functions of these regulators, the underlying molecular mechanisms remained elusive. The results presented here confirmed that the three proteins bind RY DNA elements (with a 5'-CATG-3' core sequence) but with different specificities for flanking nucleotides. In planta as in the moss Physcomitrella patens protoplasts, the presence of RY-like (RYL) elements is necessary but not sufficient for the regulation of the OLEOSIN1 (OLE1) promoter by the B3 AFLs. G box-like domains, located in the vicinity of the RYL elements, also are required for proper activation of the promoter, suggesting that several proteins are involved. Consistent with this idea, LEC2 and ABI3 showed synergistic effects on the activation of the OLE1 promoter. What is more, LEC1 (a homolog of the NF-YB subunit of the CCAAT-binding complex) further enhanced the activation of this target promoter in the presence of LEC2 and ABI3. Finally, recombinant LEC1 and LEC2 proteins produced in Arabidopsis protoplasts could form a ternary complex with NF-YC2 in vitro, providing a molecular explanation for their functional interactions. Taken together, these results allow us to propose a molecular model for the transcriptional regulation of seed genes by the L-AFL proteins, based on the formation of regulatory multiprotein complexes between NF-YBs, which carry a specific aspartate-55 residue, and B3 transcription factors.
Indexed as
Gene Expression Regulation, PlantTranscription, GeneticArabidopsisArabidopsis ProteinsBase SequenceBinding SitesBryophytaDNA, PlantImmunoprecipitationModels, BiologicalPromoter Regions, GeneticProtein BindingProtoplastsSeedsTranscription FactorsArabidopsis ProteinsDNA, PlantTranscription Factors
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