福建农林大学在国际权威期刊（IF=23.8）上发表研究成果，揭示转录因子解决“特异性悖论”的新机制

2025年3月5日，福建农林大学海峡联合研究院朱方捷教授团队与王琴教授团队在
iMeta（IF=23.8）在线发表题为“Specificity landscapes of 40 R2R3-MYBs reveal how paralogs target different cis-elements by homodimeric binding”的研究成果。福建农林大学未来技术学院博士研究生李甜，菌草与生态学院博士研究生陈昊，生命科学学院博士研究生马娜娜为论文共同第一作者。福建农林大学海峡联合研究院朱方捷教授、生命科学学院郭洪洪讲师、海峡联合研究院王琴教授为该论文的共同通讯作者。

该研究利用高通量SELEX技术研究了40个第VIII亚族R2R3-MYBs的序列特异性，共整理出833个单体及二聚体MYB结合基序。根据单体序列特异性进行聚类分析，发现一组较其他MYB家族转录因子特异性更高的CCWAA-box MYB转录因子簇，其识别的特征性同义序列为CC(A/T)AA。进一步进行序列比对分析，鉴定到第53和113位置的氨基酸是决定CCWAA-box MYB独特序列特异性的关键位点。

二聚体序列特异性分析表明，当两个MYB分子单体结合邻近位点时，其识别的DNA序列可能发生显著变化。其中AtMYB2同源二聚体模式ER0s和ER1s的序列特异性变化最为显著。

该研究验证了AtMYB2通过同源二聚化改变特异性，产生的ER0s和ER1s结合模式在MYB家族中仅为AtMYB2所独有。为此，研究人员进一步分析了所有MYB的HT-SELEX文库与DAP-seq文库，发现多数ER0s和ER1s仅富集于AtMYB2文库。因此，同源二聚化产生的ER0s和ER1s结合模式是AtMYB2的独有序列特异性。

该研究进一步验证了ER0s和ER1s结合模式使AtMYB2能够识别其他旁系同源AtMYBs无法结合的顺式调控元件（CREs）。旁系同源因子AtMYB2、57、79均为CCWAA-box MYBs，其单体基序极为相似；然而，机器学习建模发现ER0s和ER1s同源二聚体基序仅可高效预测AtMYB2的DAP-seq信号，而无法预测AtMYB57/79的DAP-seq信号。相应地，在AT2G16760、AT1G7655和AT1G08060基因前均鉴定到AtMYB2独有的结合位点。

AtMYB2特异结合的顺式调控元件，使其可调控独特的下游靶基因。双荧光素酶报告实验和原生质体瞬时过表达实验均表明，启动子区含ER0s与ER1s顺式元件的基因，仅在AtMYB2过表达时转录被激活，而在过表达其旁系同源因子AtMYB57/79时无法激活。尽管ER0s与ER1s仅被AtMYB2识别，其对应的顺式元件在进化中保守，证实了这些同源二聚体顺式元件在多种植物中均具有功能性。此外，通过与MNase-seq数据联合分析，发现AtMYB2可结合被核小体占据的顺式元件，表明其可能为“先锋”因子。