DELLA-proteiinit ovat konservoituneita pääproteiinejakasvunsäätelijätjoilla on keskeinen rooli kasvien kehityksen säätelyssä vasteena sisäisiin ja ympäristön vihjeisiin. DELLA toimii transkriptionaalisena säätelijänä ja rekrytoituu kohdepromoottoreihin sitoutumalla transkriptiotekijöihin (TF) ja histoni H2A:han GRAS-domeeninsa kautta. Viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että DELLA:n stabiilisuutta säädellään translaation jälkeen kahdella mekanismilla: fytohormoni gibberelliini indusoiman polyubikitinaation, joka johtaa sen nopeaan hajoamiseen, ja pienten ubikitiinimäisten modifioijien (SUMO) konjugaation kautta sen kertymisen lisäämiseksi. Lisäksi DELLA:n aktiivisuutta säädellään dynaamisesti kahdella eri glykosylaatiolla: DELLA-TF-vuorovaikutusta tehostaa O-fukosylaatio, mutta sitä estää O-kytketty N-asetyyliglukosamiinimodifikaatio (O-GlcNAc). DELLA:n fosforylaation rooli on kuitenkin edelleen epäselvä, koska aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet ristiriitaisia tuloksia, aina niistä, jotka osoittavat fosforylaation edistävän tai vähentävän DELLA:n hajoamista, toisiin, jotka osoittavat, että fosforylaatio ei vaikuta sen stabiilisuuteen. Tässä tunnistamme fosforylaatiokohdat REPRESSOR-geenissä.ga1-3(RGA, AtDELLA) puhdistettiin Arabidopsis thalianasta massaspektrometrialla ja osoitettiin, että kahden RGA-peptidin fosforylaatio PolyS- ja PolyS/T-alueilla edistää H2A:n sitoutumista ja tehostaa RGA-aktiivisuutta. RGA:n yhteys kohdepromoottoreihin. Huomionarvoista on, että fosforylaatio ei vaikuta RGA-TF-vuorovaikutuksiin tai RGA:n pysyvyyteen. Tutkimuksemme paljastaa molekyylimekanismin, jolla fosforylaatio indusoi DELLA-aktiivisuutta.
Fosforylaation roolin selvittämiseksi DELLA-proteiinin toiminnan säätelyssä on kriittistä tunnistaa DELLA-fosforylaatiokohdat in vivo ja suorittaa toiminnallisia analyysejä kasveissa. Kasviuutteiden affiniteettipuhdistuksella ja sitä seuraavalla MS/MS-analyysillä tunnistimme useita fosfosiitteja RGA:ssa. GA-puutosolosuhteissa RHA:n fosforylaatio lisääntyy, mutta fosforylaatio ei vaikuta sen pysyvyyteen. Tärkeää on, että ko-IP- ja ChIP-qPCR-määritykset osoittivat, että RGA:n PolyS/T-alueen fosforylaatio edistää sen vuorovaikutusta H2A:n kanssa ja sen liittymistä kohdepromoottoreihin, paljastaen mekanismin, jolla fosforylaatio indusoi RGA:n toiminnan.
RGA rekrytoidaan kohdekromatiiniin LHR1-aladomeenin ja TF:n vuorovaikutuksen kautta ja sitoutuu sitten H2A:han PolyS/T-alueensa ja PFYRE-aladomeeninsa kautta muodostaen H2A-RGA-TF-kompleksin RGA:n stabiloimiseksi. Pep 2:n fosforylaatio PolyS/T-alueella DELLA-domeenin ja GRAS-domeenin välissä tunnistamattoman kinaasin avulla tehostaa RGA-H2A:n sitoutumista. Rgam2A-mutanttiproteiini poistaa RGA:n fosforylaation ja omaksuu erilaisen proteiinikonformaation häiriten H2A:n sitoutumista. Tämä johtaa ohimenevien TF-rgam2A-vuorovaikutusten epävakauteen ja rgam2A:n irtoamiseen kohdekromatiinista. Tämä kuva esittää vain RGA-välitteistä transkriptionaalista repressiota. Samanlainen kaava voitaisiin kuvata RGA-välitteiselle transkriptionaaliselle aktivaatiolle, paitsi että H2A-RGA-TF-kompleksi edistäisi kohdegeenin transkriptiota ja rgam2A:n defosforylaatio vähentäisi transkriptiota. Kuva muokattu Huang et al.21:stä.
Kaikki kvantitatiivinen data analysoitiin tilastollisesti Excelillä, ja merkitsevät erot määritettiin Studentin t-testillä. Otoskoon alustavaan määrittämiseen ei käytetty tilastollisia menetelmiä. Analyysistä ei suljettu pois mitään dataa; koetta ei satunnaistettu; tutkijat tiesivät datan jakautumisen kokeen aikana ja tulosten arvioinnin. Otoskoko on ilmoitettu kuvan selitteessä ja lähdetiedostossa.
Lisätietoja tutkimusasetelmasta on tähän artikkeliin liittyvässä Natural Portfolio Report Abstractissa.
Massaspektrometrian proteomiikkatiedot on toimitettu ProteomeXchange-konsortiolle PRIDE66-kumppaniarkiston kautta tietojoukon tunnisteella PXD046004. Kaikki muut tässä tutkimuksessa saadut tiedot esitetään lisätiedoissa, lisätietotiedostoissa ja raakatietotiedostoissa. Lähdetiedot ovat tämän artikkelin tiedot.
Julkaisun aika: 8.11.2024