Білки DELLA є консервативними головнимирегулятори ростуякі відіграють центральну роль у контролі розвитку рослин у відповідь на внутрішні та екологічні сигнали. DELLA діє як регулятор транскрипції та залучається до цільових промоторів шляхом зв’язування з факторами транскрипції (TF) і гістоном H2A через свій домен GRAS. Недавні дослідження показали, що стабільність DELLA посттрансляційно регулюється за допомогою двох механізмів: поліубіквітування, індукованого фітогормоном гібереліном, що призводить до його швидкої деградації, та кон’югації малих убіквітиноподібних модифікаторів (SUMO) для збільшення його накопичення. Крім того, активність DELLA динамічно регулюється двома різними глікозилюваннями: взаємодія DELLA-TF посилюється O-фукозилюванням, але інгібується O-пов’язаною модифікацією N-ацетилглюкозаміну (O-GlcNAc). Однак роль фосфорилювання DELLA залишається незрозумілою, оскільки попередні дослідження показали суперечливі результати, починаючи від тих, які показують, що фосфорилювання сприяє або зменшує деградацію DELLA, до інших, які показують, що фосфорилювання не впливає на його стабільність. Тут ми ідентифікуємо сайти фосфорилювання в REPRESSORga1-3(RGA, AtDELLA), очищених від Arabidopsis thaliana за допомогою мас-спектрометричного аналізу, і показано, що фосфорилювання двох пептидів RGA в областях PolyS і PolyS/T сприяє зв’язуванню H2A та посиленню активності RGA. Асоціація RGA з цільовими промоутерами. Примітно, що фосфорилювання не впливає на взаємодію RGA-TF або стабільність RGA. Наше дослідження розкриває молекулярний механізм, за допомогою якого фосфорилювання викликає активність DELLA.
Щоб з’ясувати роль фосфорилювання в регулюванні функції DELLA, важливо визначити сайти фосфорилювання DELLA in vivo та виконати функціональний аналіз у рослинах. Шляхом афінної очистки рослинних екстрактів з подальшим MS/MS аналізом ми ідентифікували кілька фосфозитів у RGA. В умовах дефіциту ГК посилюється фосфорилювання RHA, але фосфорилювання не впливає на його стабільність. Важливо, що ко-IP та ChIP-qPCR аналізи показали, що фосфорилювання в області PolyS/T RGA сприяє його взаємодії з H2A та асоціації з цільовими промоторами, розкриваючи механізм, за допомогою якого фосфорилювання індукує функцію RGA.
RGA рекрутується для націлювання на хроматин через взаємодію субдомену LHR1 з TF, а потім зв’язується з H2A через його область PolyS/T і субдомен PFYRE, утворюючи комплекс H2A-RGA-TF для стабілізації RGA. Фосфорилювання Pep 2 в області PolyS/T між доменом DELLA і доменом GRAS неідентифікованою кіназою посилює зв’язування RGA-H2A. Мутантний білок rgam2A скасовує фосфорилювання RGA і приймає іншу конформацію білка, щоб перешкоджати зв’язуванню H2A. Це призводить до дестабілізації тимчасових взаємодій TF-rgam2A та дисоціації rgam2A від цільового хроматину. Ця фігура зображує лише репресію транскрипції, опосередковану RGA. Подібна картина може бути описана для опосередкованої RGA транскрипційної активації, за винятком того, що комплекс H2A-RGA-TF сприятиме транскрипції цільового гена, а дефосфорилювання rgam2A зменшуватиме транскрипцію. Малюнок змінено з Huang et al.21.
Усі кількісні дані були статистично проаналізовані за допомогою Excel, а значні відмінності були визначені за допомогою критерію Стьюдента. Для попереднього визначення розміру вибірки статистичні методи не використовувалися. Жодні дані не були виключені з аналізу; експеримент не був рандомізований; дослідники не закривали очі на розподіл даних під час експерименту та оцінку результатів. Розмір вибірки вказано в легенді малюнка та файлі вихідних даних.
Щоб отримати додаткові відомості про дизайн дослідження, перегляньте Анотацію звіту про природний портфоліо, пов’язану з цією статтею.
Протеомні дані мас-спектрометрії надійшли до консорціуму ProteomeXchange через партнерський репозиторій PRIDE66 з ідентифікатором набору даних PXD046004. Усі інші дані, отримані під час цього дослідження, представлені в Додатковій інформації, Файлах додаткових даних і Файлах необроблених даних. Для цієї статті наведено вихідні дані.
Час публікації: 08 листопада 2024 р