Antisense-Transkription von stressreaktiven Transkriptionsfaktoren optimiert die Kaltreaktion in Arabidopsis

Zusammenfassung Die Transkription von Antisense langen nicht-kodierenden RNAs (lncRNAs) erfolgt weit verbreitet in eukaryotischen Genomen. Nur einige wenige Antisense lncRNAs wurden charakterisiert und gezeigt, dass sie biologische Prozesse steuern, wenn auch mit idiosynkratischen regulatorischen Mechanismen. Daher fehlt es uns weitgehend an Wissen über die allgemeine Rolle der Antisense-Transkription in eukaryotischen Organismen. Hier charakterisierten wir Gene mit Antisense-Transkription, die nahe dem poly(A)-Signal von Genen (PAS-Gene) in Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) initiieren. Wir verglichen die native Verlängerungs-Transkription-Sequenzierung von Pflanzen (plaNET-seq) mit der RNA-Sequenzierung während einer kurzfristigen Kälteexposition und ermittelten massive Unterschiede zwischen der Reaktion in aktiver Transkription und den stabilen Zustandsebenen der von PAS-Gene abgeleiteten mRNAs. Der kälteinduzierte Ausdruck der Transkriptionsfaktoren B-BOX DOMAIN PROTEIN28 (BBX28) und C2H2-TYP ZINKFINGER-FAMILIENPROTEIN5 (ZAT5) wurde durch plaNET-seq nachgewiesen, während ihr Stabilitätsniveau nur geringfügig durch eine hohe mRNA-Umsatzrate verändert wurde. Das Herabsetzen von BBX28 und ZAT5 oder deren jeweiligen Antisense-Transkripten beeinträchtigte die Frosttoleranz der Pflanzen erheblich. Verminderte Ausdruckslevels der Antisense-Transkripte führten zu einer reduzierten Kaltreaktion von BBX28 und ZAT5 und zeigten eine positive regulatorische Rolle beider Antisense-Transkripte. Diese Studie erweitert das bekannte Repertoire nicht-kodierender Transkripte. Sie hebt hervor, dass native Transkriptionsansätze stabile RNA-Techniken ergänzen können, um biologisch relevante Akteure in Stressreaktionen zu identifizieren.