Białka DELLA są konserwatywnymi białkami głównymiregulatory wzrostuktóre odgrywają kluczową rolę w kontrolowaniu rozwoju roślin w odpowiedzi na bodźce wewnętrzne i środowiskowe. DELLA działa jako regulator transkrypcji i jest rekrutowana do promotorów docelowych poprzez wiązanie się z czynnikami transkrypcyjnymi (TF) i histonem H2A poprzez swoją domenę GRAS. Najnowsze badania wykazały, że stabilność DELLA jest regulowana potranslacyjnie poprzez dwa mechanizmy: poliubikwitynację indukowaną przez fitohormon giberelinę, która prowadzi do jej szybkiej degradacji, oraz koniugację małych modyfikatorów ubikwityny (SUMO) w celu zwiększenia jej akumulacji. Ponadto, aktywność DELLA jest dynamicznie regulowana przez dwie różne glikozylacje: interakcja DELLA-TF jest wzmacniana przez O-fukozylację, ale hamowana przez modyfikację O-połączoną N-acetyloglukozaminą (O-GlcNAc). Rola fosforylacji DELLA pozostaje jednak niejasna, ponieważ wcześniejsze badania wykazały sprzeczne wyniki, od tych, które wskazują, że fosforylacja promuje lub zmniejsza degradację DELLA, po inne, które wskazują, że fosforylacja nie wpływa na jej stabilność. W niniejszym artykule identyfikujemy miejsca fosforylacji w białku REPRESSOR.ga1-3(RGA, AtDELLA) oczyszczone z Arabidopsis thaliana metodą spektrometrii masowej pokazują, że fosforylacja dwóch peptydów RGA w regionach PolyS i PolyS/T promuje wiązanie H2A i zwiększa aktywność RGA. Powiązanie RGA z promotorami docelowymi. Co istotne, fosforylacja nie wpływa na interakcje RGA-TF ani na stabilność RGA. Nasze badanie ujawnia mechanizm molekularny, poprzez który fosforylacja indukuje aktywność DELLA.
Aby wyjaśnić rolę fosforylacji w regulacji funkcji DELLA, kluczowe jest zidentyfikowanie miejsc fosforylacji DELLA in vivo i przeprowadzenie analiz funkcjonalnych w roślinach. Poprzez oczyszczanie powinowactwa ekstraktów roślinnych, a następnie analizę MS/MS, zidentyfikowaliśmy kilka miejsc fosforylacji w RGA. W warunkach niedoboru GA fosforylacja RHA wzrasta, ale nie wpływa na jej stabilność. Co istotne, testy ko-IP i ChIP-qPCR wykazały, że fosforylacja w regionie PolyS/T RGA promuje jego interakcję z H2A i jego powiązanie z promotorami docelowymi, ujawniając mechanizm, poprzez który fosforylacja indukuje funkcję RGA.
RGA jest rekrutowany do docelowej chromatyny poprzez interakcję subdomeny LHR1 z TF, a następnie wiąże się z H2A poprzez swój region PolyS/T i subdomenę PFYRE, tworząc kompleks H2A-RGA-TF w celu stabilizacji RGA. Fosforylacja Pep 2 w regionie PolyS/T pomiędzy domeną DELLA a domeną GRAS przez niezidentyfikowaną kinazę wzmacnia wiązanie RGA-H2A. Zmutowane białko rgam2A znosi fosforylację RGA i przyjmuje inną konformację białka, aby zakłócać wiązanie H2A. Powoduje to destabilizację przejściowych interakcji TF-rgam2A i dysocjację rgam2A od docelowej chromatyny. Ta rycina przedstawia tylko represję transkrypcyjną zależną od RGA. Podobny wzór można opisać dla aktywacji transkrypcyjnej zależną od RGA, z tą różnicą, że kompleks H2A-RGA-TF promowałby transkrypcję genu docelowego, a defosforylacja rgam2A zmniejszałaby transkrypcję. Rysunek zmodyfikowany na podstawie Huang et al.21.
Wszystkie dane ilościowe poddano analizie statystycznej za pomocą programu Excel, a istotne różnice określono za pomocą testu t-Studenta. Do wstępnego określenia liczebności próby nie zastosowano żadnych metod statystycznych. Z analizy nie wyłączono żadnych danych; eksperyment nie był randomizowany; badacze nie byli zaślepieni co do rozkładu danych w trakcie eksperymentu i oceny wyników. Liczebność próby jest podana w legendzie rysunku oraz w pliku źródłowym.
Więcej informacji na temat projektu badania można znaleźć w streszczeniu raportu Natural Portfolio Report powiązanym z tym artykułem.
Dane proteomiczne spektrometrii mas zostały przekazane konsorcjum ProteomeXchange za pośrednictwem repozytorium partnerskiego PRIDE66 o identyfikatorze zbioru danych PXD046004. Wszystkie pozostałe dane uzyskane w trakcie badania przedstawiono w Informacjach uzupełniających, Plikach danych uzupełniających oraz Plikach danych surowych. Do niniejszego artykułu podano dane źródłowe.
Czas publikacji: 08-11-2024