Białka DELLA są konserwowanymi białkami głównymiregulatory wzrostuktóre odgrywają centralną rolę w kontrolowaniu rozwoju roślin w odpowiedzi na wewnętrzne i środowiskowe sygnały. DELLA działa jako regulator transkrypcyjny i jest rekrutowany do docelowych promotorów poprzez wiązanie się z czynnikami transkrypcyjnymi (TF) i histonem H2A poprzez swoją domenę GRAS. Ostatnie 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 podobnych do 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). Jednak rola fosforylacji DELLA pozostaje niejasna, ponieważ poprzednie badania wykazały sprzeczne wyniki, od tych pokazujących, że fosforylacja promuje lub zmniejsza degradację DELLA, po inne pokazujące, że fosforylacja nie wpływa na jej stabilność. Tutaj identyfikujemy miejsca fosforylacji w REPRESSORga1-3(RGA, AtDELLA) oczyszczone z Arabidopsis thaliana za pomocą analizy spektrometrii masowej i wykazują, że fosforylacja dwóch peptydów RGA w regionach PolyS i PolyS/T promuje wiązanie H2A i zwiększa aktywność RGA. Powiązanie RGA z promotorami docelowymi. Co godne uwagi, fosforylacja nie wpływa na interakcje RGA-TF ani na stabilność RGA. Nasze badanie ujawnia mechanizm molekularny, za pomocą którego 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 fosforylacja nie wpływa na jej stabilność. Co ważne, testy co-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, za pomocą którego fosforylacja indukuje funkcję RGA.
RGA jest rekrutowany do docelowej chromatyny poprzez interakcję poddomeny LHR1 z TF, a następnie wiąże się z H2A poprzez swój region PolyS/T i poddomenę PFYRE, tworząc kompleks H2A-RGA-TF w celu stabilizacji RGA. Fosforylacja Pep 2 w regionie PolyS/T pomiędzy domeną DELLA i domeną GRAS przez niezidentyfikowaną kinazę wzmacnia wiązanie RGA-H2A. Mutowane 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 ilustracja przedstawia tylko represję transkrypcyjną pośredniczoną przez RGA. Podobny wzór można opisać dla aktywacji transkrypcyjnej pośredniczonej przez RGA, z wyjątkiem tego, że kompleks H2A-RGA-TF promowałby transkrypcję genu docelowego, a defosforylacja rgam2A zmniejszałaby transkrypcję. Rycinę zmodyfikowano na podstawie Huang et al.21.
Wszystkie dane ilościowe zostały poddane analizie statystycznej przy użyciu programu Excel, a istotne różnice określono przy użyciu testu t-Studenta. Nie zastosowano żadnych metod statystycznych do wstępnego określenia wielkości próby. Żadne dane nie zostały wyłączone z analizy; eksperyment nie był randomizowany; badacze nie byli ślepi na rozkład danych w trakcie eksperymentu i ocenę wyników. Wielkość próby jest wskazana w legendzie rysunku i pliku źródłowym danych.
Więcej informacji na temat projektu badania można znaleźć w streszczeniu Natural Portfolio Report dołączonym do tego artykułu.
Dane proteomiczne spektrometrii masowej zostały przekazane konsorcjum ProteomeXchange za pośrednictwem repozytorium partnerskiego PRIDE66 o identyfikatorze zestawu danych PXD046004. Wszystkie inne dane uzyskane podczas tego badania przedstawiono w Informacjach uzupełniających, Plikach danych uzupełniających i Plikach danych surowych. Dane źródłowe podano dla tego artykułu.
Czas publikacji: 08-11-2024