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王一
当细胞开始向终末期分化发展时，会经历一个发育过程。该过程受到一个复杂的基因调控网络（Generegulatorynetworks,GRNs）的调控。GRNs还必须根据发育阶段、细胞特性和环境条件进行动态调整。激素在动态调整过程中发挥着重要作用。但是细胞分化的方向和发育阶段如何决定，激素在动态调整过程中如何发挥作用一直没有被完全阐明。
油菜素内酯是一种重要的植物类固醇激素，它参与调节多种生物过程，包括细胞分裂和细胞伸长。油菜素内酯信号激活BES1和BZR1转录因子，指导GRNs控制数千个基因。但油菜素内酯如何在时间和空间上调节GRNs还不清楚。
近日，杜克大学PhilipN.Benfey课题组和比利时根特大学EugeniaRussinova课题组合作在Science上发表了题为BrassinosteroidgeneregulatorynetworksatcellularresolutionintheArabidopsisroot的研究论文，利用单细胞测序技术测定了不同时间点的单细胞转录组，发现了拟南芥根中响应油菜素内酯的GRNs，确定了油菜素内酯触发细胞从增殖到伸长的转变，这一过程是通过细胞壁相关基因的表达上升实现的。
作者首先使用时间序列单细胞转录组测序测定了油菜素内酯响应基因的表达，发现伸长的根皮层相关基因是响应油菜素内酯的目的基因。通过皮层轨迹重建实验表明，油菜素内酯促进了细胞从生殖向伸长的转变，这一转变过程是通过上调细胞壁相关基因表达实现。随后，作者使用组织特异性CRISPR对皮质中的油菜素内酯信号途径进行敲除，发现伸长区的细胞扩伸长受到抑制，分生区没有影响。为了寻找油菜素内酯响应的时空调控因子，作者分析了各个时间序列中不同细胞类型、发育阶段的GRNs。结果表明，HAT7和GTL1是响应油菜素内酯信号并调控细胞伸长的转录因子。BES1和GTL1相互作用，共同控制油菜素内酯信号的靶标，从而实现下游的调控过程。
综上所述，通过对个不同组织、不同发育阶段、不同时间节点的单细胞转录组测序结果的分析，作者绘制出了一个油菜素内酯介导的基因调控网络高分辨率视图，揭示了油菜素内酯信号网络，阐述了油菜素内酯信号的时空调节模式。同时该研究展示了单细胞转录组测序识别环境特异性和组织特异性转录因子的能力，证明了该技术可被应用于更准确的研究植物的生长和发育。
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