シロイヌナズナのARFとaux/IAAのタンパク質間相互作用と遺伝子共発現マップ

植物ホルモンのオーキシンは、植物の成長と発達のほぼすべての側面を調節します。シロイヌナズナの現在のモデルに基づいて、オーキシン/インドール-3-酢酸（AUX/IAA）タンパク質は、オーキシン反応転写因子（ARF）を阻害することによりオーキシン誘導性の遺伝子を抑制します。実験的証拠は、AUX/IAAとARFタンパク質間のヘテロ二量体化が独自の生物学的機能に関連していることを示唆しています。この研究の目的は、AUX/IAA-ARFタンパク質間相互作用マップを完全な長さの配列を使用して生成し、AUX/IAA-の組織固有の応答を定義するために、相互作用するタンパク質ペアを特定の遺伝子共発現ネットワークに配置することでした。ARF相互作用。19のARFと29のAUX/IAAS間のペアワイズ相互作用により、79の相互作用が以前は不明であった213の特定の相互作用が識別されました。タンパク質間相互作用データと共発現プロファイルの組み込みにより、少なくとも1つの組織/臓器におけるARF-aux/IAA相互作用ペアの70％の遺伝子共発現の強い相関が明らかになりました。。重要なことに、ARF4-8および19は、ほぼすべてのAUX-AUX/IAAと相互作用することがわかったARF4-8および19は、AUX/IAA遺伝子との広範な共発現関係を示したため、共発現ネットワークの中央ハブを形成しました。私たちの分析は、さまざまな植物組織や臓器の形態形成と発達におけるARF-aux/IAA関連の生物学的意義に関する新しい洞察を提供します。

The phytohormone auxin regulates nearly all aspects of plant growth and development. Based on the current model in Arabidopsis thaliana, Auxin/indole-3-acetic acid (Aux/IAA) proteins repress auxin-inducible genes by inhibiting auxin response transcription factors (ARFs). Experimental evidence suggests that heterodimerization between Aux/IAA and ARF proteins are related to their unique biological functions. The objective of this study was to generate the Aux/IAA-ARF protein-protein interaction map using full length sequences and locate the interacting protein pairs to specific gene co-expression networks in order to define tissue-specific responses of the Aux/IAA-ARF interactome. Pairwise interactions between 19 ARFs and 29 Aux/IAAs resulted in the identification of 213 specific interactions of which 79 interactions were previously unknown. The incorporation of co-expression profiles with protein-protein interaction data revealed a strong correlation of gene co-expression for 70% of the ARF-Aux/IAA interacting pairs in at least one tissue/organ, indicative of the biological significance of these interactions. Importantly, ARF4-8 and 19, which were found to interact with almost all Aux-Aux/IAA showed broad co-expression relationships with Aux/IAA genes, thus, formed the central hubs of the co-expression network. Our analyses provide new insights into the biological significance of ARF-Aux/IAA associations in the morphogenesis and development of various plant tissues and organs.