A transposon-derived transcription factor senses ionic stress through phase separation to govern plant autophagy

自噬 转录因子 渗透性休克 细胞生物学 化学 离子键合 生物物理学 生物 拟南芥 未折叠蛋白反应 抄写(语言学) 袋3 遗传筛选 生物化学 细胞器 基因 调节器 突变体 基因表达调控 斑马鱼 蛋白质降解
作者
Yujia Shao,Songyang Wang,Li Liang,Biao Gong,Aurore Johary,Benhui Shi,Linyang Zhang,Yanqun Xu,Zoé Joly‐Lopez,Zisheng Luo,Thomas E. Bureau,Jiaqi Sun
出处
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America [National Academy of Sciences]
卷期号:123 (32): e2617665123-e2617665123
标识
DOI:10.1073/pnas.2617665123
摘要

Salt stress severely impairs plant growth through two distinct cellular insults: osmotic stress caused by water limitation and ionic toxicity resulting from excessive Na + accumulation. Although plant osmosensors have been identified, the mechanisms underlying ionic stress perception remain elusive. Salt stress also activates autophagy, a conserved degradation pathway that removes damaged organelles and protein aggregates to promote stress tolerance. In animals, master regulators such as transcription factor EB (TFEB) coordinate this response by activating autophagy genes across the pathway, but no analogous regulator has been identified in plants. Here, we show that MUSTANG4 (MUG4), a transcription factor derived from Mutator-like element (MULE) transposons, functions as an ionic stress sensor and the primary transcriptional driver of salt-induced autophagy in Arabidopsis . MUG4 responds to elevated monovalent cation concentrations, but not chloride anions or osmotic stress, thereby distinguishing ionic from osmotic stress. Ionic stress compacts the intrinsically disordered region (IDR) of MUG4 and drives liquid–liquid phase separation of the full-length protein, as demonstrated by Förster resonance energy transfer–fluorescence lifetime imaging, in vitro assays, and coarse-grained molecular dynamics simulations. Genome-wide in vivo CUT&Tag sequencing and RNA sequencing reveal that MUG4 directly and coordinately activates autophagy genes spanning multiple functional stages of the pathway. IDR deletion abolishes phase separation, reduces autophagy gene activation and autophagic flux, and prevents the truncated protein from rescuing the salt-sensitive phenotype of mug4 mutants. These findings identify a dedicated plant ionic stress sensor and establish a mechanistic link between exapted transposable elements, phase separation, and transcriptional stress responses, thereby integrating ionic stress perception with autophagy activation.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
情怀的应助被shi hui采纳,获得10
刚刚
xmhxpz完成签到,获得积分10
刚刚
Keyuuu30完成签到,获得积分0
1秒前
bclddmy完成签到,获得积分10
1秒前
zhangyanan完成签到,获得积分10
1秒前
lph完成签到 ,获得积分10
1秒前
封典完成签到,获得积分10
1秒前
liang19640908完成签到 ,获得积分0
2秒前
夜渚月明完成签到,获得积分10
3秒前
GingerF的应助被香菇炖鸡采纳,获得100
4秒前
任欣雨完成签到,获得积分10
4秒前
苗苗043完成签到,获得积分10
4秒前
hkkogcu7449oi完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
guopan完成签到,获得积分10
5秒前
碗在水中央完成签到 ,获得积分10
5秒前
gegi完成签到,获得积分10
5秒前
mlp完成签到 ,获得积分10
5秒前
hkh发布了新的文献求助10
6秒前
诗兰完成签到 ,获得积分10
6秒前
双碳小王子完成签到,获得积分10
8秒前
小诗诗完成签到,获得积分10
9秒前
唠嗑在呐完成签到,获得积分10
9秒前
花花2024完成签到 ,获得积分0
10秒前
韭菜完成签到,获得积分10
10秒前
Molly发布了新的文献求助10
10秒前
大力水手完成签到,获得积分10
10秒前
pyp完成签到,获得积分10
11秒前
qsx完成签到 ,获得积分10
11秒前
yoyo20012623完成签到,获得积分10
11秒前
丨墨月丨完成签到,获得积分0
12秒前
刺猬完成签到,获得积分10
12秒前
小蘑菇的应助被栀蓝采纳,获得10
13秒前
萱棚完成签到 ,获得积分10
13秒前
健壮的大开完成签到,获得积分10
13秒前
pepper完成签到,获得积分10
14秒前
Jally完成签到 ,获得积分10
14秒前
四辈完成签到,获得积分10
15秒前
123完成签到,获得积分10
15秒前
heyseere完成签到,获得积分10
15秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les Mantodea De Guyane 2000
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Stochastic Models in Operations Research,Vol. 2 600
Organizational Behavior 510
Critical Bildung: Hegel and the Logic of Diremption 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8033066
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9471097
关于积分的说明 21247268
捐赠科研通 7603244
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3389258
关于科研通互助平台的介绍 2521549
邀请新用户注册赠送积分活动 2426465