A foszforiláció aktiválja az Arabidopsisban a DELLA fő növekedési szabályozót azáltal, hogy elősegíti a H2A hiszton kromatinnal való asszociációját.

A DELLA fehérjék konzervált mesterfehérjék.növekedésszabályozókamelyek központi szerepet játszanak a növények fejlődésének szabályozásában a belső és környezeti jelzésekre adott válaszként. A DELLA transzkripciós szabályozóként működik, és a GRAS doménjén keresztül transzkripciós faktorokhoz (TF-ekhez) és a H2A hisztonhoz kötődve kapcsolódik a célpromóterekhez. A legújabb tanulmányok kimutatták, hogy a DELLA stabilitását két mechanizmus szabályozza poszttranszlációsan: a gibberellin fitohormon által indukált poliubiquitináció, amely a gyors lebomlásához vezet, és a kis ubiquitinszerű módosítók (SUMO) konjugációja a felhalmozódásának fokozása érdekében. Ezenkívül a DELLA aktivitását dinamikusan szabályozza két különböző glikoziláció: a DELLA-TF kölcsönhatást fokozza az O-fukoziláció, de gátolja az O-kapcsolt N-acetilglükózamin (O-GlcNAc) módosítás. A DELLA foszforilációjának szerepe azonban továbbra sem tisztázott, mivel a korábbi tanulmányok ellentmondásos eredményeket mutattak, azoktól kezdve, amelyek azt mutatták, hogy a foszforiláció elősegíti vagy csökkenti a DELLA lebomlását, egészen addig, hogy a foszforiláció nem befolyásolja a stabilitását. Itt azonosítjuk a REPRESSOR foszforilációs helyeit.ga1-3(RGA, AtDELLA)-t tisztítottak Arabidopsis thaliana-ból tömegspektrometriás analízissel, és azt mutatják, hogy két RGA peptid foszforilációja a PolyS és PolyS/T régiókban elősegíti a H2A kötődést és a fokozott RGA aktivitást. Az RGA asszociációja a célpromóterekkel. Figyelemre méltó, hogy a foszforiláció nem befolyásolja az RGA-TF kölcsönhatásokat vagy az RGA stabilitását. Tanulmányunk feltárja azt a molekuláris mechanizmust, amely révén a foszforiláció a DELLA aktivitást indukálja.
A foszforiláció DELLA funkció szabályozásában betöltött szerepének tisztázásához elengedhetetlen a DELLA foszforilációs helyeinek in vivo azonosítása és funkcionális elemzések elvégzése növényekben. Növényi kivonatok affinitástisztításával, majd MS/MS analízissel számos foszfositot azonosítottunk az RGA-ban. GA-hiány esetén az RHA foszforilációja fokozódik, de a foszforiláció nem befolyásolja a stabilitását. Fontos, hogy a ko-IP és ChIP-qPCR vizsgálatok kimutatták, hogy az RGA PolyS/T régiójában történő foszforiláció elősegíti a H2A-val való kölcsönhatását és a célpromóterekkel való asszociációját, feltárva azt a mechanizmust, amellyel a foszforiláció indukálja az RGA funkcióját.
Az RGA az LHR1 aldomén és a TF kölcsönhatásán keresztül kapcsolódik a célkromatinhoz, majd a H2A-hoz kötődik a PolyS/T régióján és a PFYRE aldoménjén keresztül, létrehozva a H2A-RGA-TF komplexet az RGA stabilizálása érdekében. A Pep 2 foszforilációja a PolyS/T régióban a DELLA domén és a GRAS domén között egy azonosítatlan kináz által fokozza az RGA-H2A kötődést. Az rgam2A mutáns fehérje megszünteti az RGA foszforilációját, és egy eltérő fehérjekonformációt vesz fel, hogy zavarja a H2A kötődést. Ez a tranziens TF-rgam2A kölcsönhatások destabilizálódásához és az rgam2A disszociációjához vezet a célkromatinról. Ez az ábra csak az RGA által közvetített transzkripciós repressziót ábrázolja. Hasonló mintázat leírható az RGA által közvetített transzkripciós aktivációra is, azzal a különbséggel, hogy a H2A-RGA-TF komplex elősegíti a célgén transzkripcióját, az rgam2A defoszforilációja pedig csökkenti a transzkripciót. Az ábra Huang és munkatársai21 alapján módosítva.
Minden kvantitatív adatot statisztikailag Excel segítségével elemeztünk, és a szignifikáns különbségeket Student-féle t-próbával határoztuk meg. A minta méretének előzetes meghatározásához nem alkalmaztunk statisztikai módszereket. Az elemzésből nem zártunk ki adatokat; a kísérletet nem randomizáltuk; a kutatók a kísérlet során figyelembe vették az adatok eloszlását és az eredmények értékelését. A minta méretét az ábra jelmagyarázata és a forrásadatfájl jelzi.
A tanulmány felépítésével kapcsolatos további információkért lásd a cikkhez kapcsolódó Natural Portfolio Report Abstract-ot.
A tömegspektrometriás proteomikai adatokat a PRIDE66 partner adattáron keresztül, a PXD046004 adatkészlet-azonosítóval bocsátották a ProteomeXchange konzorcium rendelkezésére. A tanulmány során szerzett összes többi adat a Kiegészítő információkban, a Kiegészítő adatfájlokban és a Nyers adatfájlokban található. A cikk forrásadatait adjuk meg.