SCOPUS
SCIE
Combining ChIP-chip and Expression Profiling to Model the MoCRZ1 Mediated Circuit for Ca <sup>2+</sup> /Calcineurin Signaling in the Rice Blast Fungus
저자
Kim, Soonok ; Hu, Jinnan ; Oh, Yeonyee ; Park, Jongsun ; Choi, Jinhee ; Lee, Yong-Hwan ; Dean, Ralph A. ; Mitchell, Thomas K.
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학술지명
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발행연도
2010
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-등재정보
SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
e1000909
제공처
<▼1><P>Significant progress has been made in defining the central signaling networks in many organisms, but collectively we know little about the downstream targets of these networks and the genes they regulate. To reconstruct the regulatory circuit of calcineurin signal transduction via <I>MoCRZ1</I>, a <I>Magnaporthe oryzae</I> C2H2 transcription factor activated by calcineurin dephosphorylation, we used a combined approach of chromatin immunoprecipitation - chip (ChIP-chip), coupled with microarray expression studies. One hundred forty genes were identified as being both a direct target of MoCRZ1 and having expression concurrently differentially regulated in a calcium/calcineurin/MoCRZ1 dependent manner. Highly represented were genes involved in calcium signaling, small molecule transport, ion homeostasis, cell wall synthesis/maintenance, and fungal virulence. Of particular note, genes involved in vesicle mediated secretion necessary for establishing host associations, were also found. <I>MoCRZ1</I> itself was a target, suggesting a previously unreported autoregulation control point. The data also implicated a previously unreported feedback regulation mechanism of calcineurin activity. We propose that calcium/calcineurin regulated signal transduction circuits controlling development and pathogenicity manifest through multiple layers of regulation. We present results from the ChIP-chip and expression analysis along with a refined model of calcium/calcineurin signaling in this important plant pathogen.</P></▼1><▼2><P><B>Author Summary</B></P><P>All organisms have the innate ability to perceive their environment and respond to it, largely through controlling gene expression. Tailored specificity of a response is primarily achieved through signal cascades involving unique receptors, downstream transcription factors (proteins that bind to DNA to regulate gene expression), and the genes these transcription factors regulate. For fungal plant pathogens, signal transduction cascades are involved in perception of hosts, transgression of physical barriers, suppression or elicitation of host defenses, <I>in vivo</I> nutrient acquisition, and completion of their life cycle. We know that the Ca<SUP>2+</SUP>/calcineurin signaling pathway is a central conduit regulating these aspects of the life cycle for fungal pathogens of plants and animals. In this study, we used advanced ChIP-chip and microarray gene expression technologies to identify the genes that the Ca<SUP>2+</SUP>/calcineurin responsive transcription factor MoCRZ1 directly binds to and regulates the expression of. Our findings show conservations and divergence in this pathway within the fungal kingdom. It also identifies points of control in the pathway that were previously unidentified. Most importantly, this study implicates this pathway in the establishment of host associations and virulence for the causal agent of rice blast disease, <I>Magnaporthe oryzae</I>, the most important disease of rice worldwide.</P></▼2>
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