In Arabidopsis, copper (Cu) transport to the ethylene receptor ETR1 mediated using RAN1, a Cu transporter located at the endoplasmic reticulum (ER), and Cu homeostasis mediated using SPL7, the key Cu-responsive transcription factor, are two deeply conserved vital processes. However, whether and how the two processes interact to regulate plant development remain elusive. We found that its C-terminal transmembrane domain (TMD) anchors SPL7 to the ER, resulting in dual compartmentalisation of the transcription factor. Immunoprecipitation coupled mass spectrometry, yeast-two-hybrid assay, luciferase complementation imaging and subcellular co-localisation analyses indicate that SPL7 interacts with RAN1 at the ER via the TMD. Genetic analysis revealed that the ethylene-induced triple response was significantly compromised in the spl7 mutant, a phenotype rescuable by RAN1 overexpression but not by SPL7 without the TMD. The genetic interaction was corroborated by molecular analysis showing that SPL7 modulates RAN1 abundance in a TMD-dependent manner. Moreover, SPL7 is feedback regulated by ethylene signalling via EIN3, which binds the SPL7 promoter and represses its transcription. These results demonstrate that ER-anchored SPL7 constitutes a cellular mechanism to regulate RAN1 in ethylene signalling and lay the foundation for investigating how Cu homeostasis conditions ethylene sensitivity in the developmental context.

中文翻译：

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SPL7 的羧基末端跨膜结构域介导内质网与 RAN1 的相互作用，从而调节拟南芥中的乙烯信号传导。

在拟南芥中，使用位于内质网 (ER) 的铜转运蛋白 RAN1 介导的铜 (Cu) 向乙烯受体 ETR1 的转运，以及使用关键的铜响应转录因子 SPL7 介导的铜稳态是两个非常保守的重要过程. 然而，这两个过程是否以及如何相互作用以调节植物发育仍然难以捉摸。我们发现其 C 末端跨膜结构域 (TMD) 将 SPL7 锚定到 ER，导致转录因子的双重区室化。免疫沉淀耦合质谱、酵母-双杂交分析、荧光素酶互补成像和亚细胞共定位分析表明 SPL7 通过 TMD 在 ER 与 RAN1 相互作用。遗传分析显示乙烯诱导的三重反应在 spl7 突变体中显着受损，RAN1 过表达但没有 TMD 的 SPL7 不能挽救的表型。分子分析证实了遗传相互作用，表明 SPL7 以 TMD 依赖性方式调节 RAN1 丰度。此外，SPL7 通过 EIN3 受到乙烯信号的反馈调节，EIN3 与 SPL7 启动子结合并抑制其转录。这些结果表明，ER 锚定的 SPL7 构成了调节乙烯信号传导中的 RAN1 的细胞机制，并为研究铜稳态如何在发育背景下调节乙烯敏感性奠定了基础。它结合 SPL7 启动子并抑制其转录。这些结果表明，ER 锚定的 SPL7 构成了调节乙烯信号传导中的 RAN1 的细胞机制，并为研究铜稳态如何在发育背景下调节乙烯敏感性奠定了基础。它结合 SPL7 启动子并抑制其转录。这些结果表明，ER 锚定的 SPL7 构成了调节乙烯信号传导中的 RAN1 的细胞机制，并为研究铜稳态如何在发育背景下调节乙烯敏感性奠定了基础。