客户文章 | DAP-seq助力揭示MYC2转录因子调控银杏萜内酯生物合成的分子机制

银杏萜内酯是银杏中重要的天然药用活性成分，具有抗血栓、抗炎、治疗心脑血管疾病和预防阿尔茨海默病等药理活性，也是血小板活化因子的强拮抗剂。萜内酯在银杏中的含量极低，难以满足医药行业的需求，限制了银杏产业的发展和临床应用。因此，弄清银杏萜内酯基因调控网络，可为培育高萜内酯含量银杏优良品种提供作用靶点和理论基础。

2024年8月9日，Horticulture Research在线发表了长江大学许锋教授课题组题为The transcription factorMYC2 positively regulates terpene trilactone biosynthesis through activating GbGGPPS expression in Ginkgo biloba的研究论文，该研究借助DAP-seq技术揭示了MYC2转录因子通过激活银杏中GbGGPPS的表达正向调控萜内酯生物合成的分子机制。

本研究从银杏中分离鉴定到2个定位在细胞核中的MYC2转录因子——GbMYC2_4和GbMYC2_5，它们受到MeJA的诱导并与银杏萜内酯含量显著正相关。过表达GbMYC2_4和GbMYC2_5的转基因拟南芥根长敏感性分析实验显示GbMYC2_4和GbMYC2_5对MeJA具有强敏感性，表明GbMYC2_4和GbMYC2_5是JA信号中关键的调控节点。在银杏中过表达GbMYC2_4和GbMYC2_5提高了萜内酯含量，并上调了GGPPS等多个萜内酯合成途径中关键酶基因的表达。

随后作者对GbMYC2_4进行了DAP-seq实验，两个重复分别鉴定到72763和66045个peak，交集peak数量为44565，motif分析结果鉴定到了结合基序G-box（GCACGTGC）。并发现GbMYC2_4靶向结合GbGGPPS的启动子区域，并通过酵母单杂交、EMSA和双荧光素酶报告实验表明GbMYC2_4和GbMYC2_5能够选择特异性结合GbGGPPS启动子中的G-box基序并激活GbGGPPS表达，且GbMYC2_5偏向结合邻近区域A/T富集的G-box。

图1. 鉴定GbMYC2_4在全基因组的结合位点和基序

此外，通过酵母双杂交和BiFC实验发现GbMYC2_4和GbMYC2_5能分别与GbJAZ1/2/3/4/6/7和GbJAZ1/2/3/4/7相互作用；进一步的实验表明，GbMYC2_4与JAZ互作的结构域在N端、GbMYC2_5与JAZ互作的结构域在N端和C端，而Jas结构域是JAZ能够与MYC2互作的关键结构域。本研究提出了JA介导的GbJAZ-GbMYC2-GbGGPPS模块调控银杏萜内酯生物合成的分子模型，揭示了MeJA诱导银杏中萜内酯积累的分子机制，丰富了萜类化合物生物合成的调控网络，为通过基因工程提高银杏中萜内酯含量提供了研究基础和靶基因。

图2. GbJAZ-GbMYC2-GbGGPPS模块调控银杏萜内酯生物合成的分子模型

原文链接：https://doi.org/10.1093/hr/uhae228