论文标题： High-throughput quantitative assessment of ABA-responsive elements at single-nucleotide resolution

期刊：Quantitative Biology

作者：Fangnan Sun, Yaxin Deng, Weihua Zhao, Yixue Xiong, Lingxia Zhao, Lida Zhang

发表时间： 15 Jun 2025

DOI：10.1002/qub2.87

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脱落酸（Abscisic acid, ABA）作为重要的植物激素调控植物生长发育的诸多过程，尤其在植物对环境压力的响应过程中发挥关键作用。ABA信号转导途径中存在着特异的顺式作用元件——ABA响应元件（ABA-responsive elements, ABRE），ABRE顺式作用元件重要特征是保守的ACGT核心序列，该序列被鉴定为亮氨酸拉链（bZIP）类转录因子的特异性结合位点。ABRE顺式作用元件广泛存在于ABA诱导表达基因的启动子区域，具有丰富的序列多样性。然而，序列多态性如何影响ABRE 顺式作用元件活性目前仍不甚清楚。

近期，上海交通大学张利达课题组在Quantitative Biology期刊发表了一篇题目名"High-throughput quantitative assessment of ABA-responsive elements at single-nucleotide resolution"的文章，他们采用基于序列合成的 STARR-seq (Self-transcribing active regulatory region sequencing) 系统评估了单核苷酸变异对 ABRE 顺式作用元件活性的影响。研究发现ABRE顺式作用元件的ACGT 核心和侧翼序列的核苷酸变异均会影响作用元件的活性；与侧翼区域的序列变异相比，ACGT 核心序列的改变对作用元件活性的影响更为明显。另外，高活性侧翼变体在下游区域表现出强烈的序列偏好，而高活性核心变体的序列模式则各不相同。ABRE顺式作用元件核心序列下游的GGG三核苷酸偏好对其活性具有重要影响，其能够显著增强ABRE顺式作用元件对 ABA的响应活性。

全文概要

如图1所示，研究团队开发了一种基于序列合成的 STARR-seq方法，用于在烟草叶片瞬时转化系统中进行ABRE顺式作用元件活性的定量检测。通过合成包含ABRE顺式作用元件简并序列的寡核苷酸池，并采用 PCR 扩增引入最小核心启动子序列和独特的随机条形码标签，再将扩增产物克隆至荧光素酶报告基因上游的载体骨架中，以驱动报告基因的表达。然后，采用农杆菌介导法将STARR-seq文库转化烟草叶片进行瞬时表达，并通过高通量测序计算报告基因转录本与输入质粒DNA的条形码计数比值，定量各ABRE顺式作用元件变体的活性强度。该方法通过引入分子条形码技术，实现了高通量、定量化的顺式作用元件功能表征。

图1. ABRE顺式作用元件活性高通量分析流程

QB期刊介绍

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