A foszforiláció aktiválja a DELLA fő növekedésszabályozót az Arabidopsis-ban azáltal, hogy elősegíti a H2A hiszton és a kromatin asszociációját.

A DELLA fehérjék konzervált mestereknövekedésszabályozókamelyek központi szerepet játszanak a növények fejlődésének szabályozásában, válaszul a belső és környezeti jelzésekre. A DELLA transzkripciós szabályozóként működik, és a GRAS doménjén keresztül transzkripciós faktorokhoz (TF-ekhez) és hiszton H2A-hoz kötődik a promóterek megcélzásához. A legújabb tanulmányok kimutatták, hogy a DELLA stabilitását poszttranszlációsan két mechanizmus szabályozza: a gibberellin fitohormon által kiváltott poliubiquitináció, amely annak gyors lebomlásához vezet, és a kis ubiquitin-szerű módosítók (SUMO) konjugációja, hogy növelje a felhalmozódását. Ezenkívül a DELLA aktivitását két különböző glikoziláció dinamikusan szabályozza: a DELLA-TF kölcsönhatást fokozza az O-fukoziláció, de gátolja az O-kapcsolt N-acetil-glükózamin (O-GlcNAc) módosítása. A DELLA foszforilációjának szerepe azonban továbbra is tisztázatlan, mivel a korábbi vizsgálatok egymásnak ellentmondó eredményeket mutattak, kezdve azoktól, amelyek azt mutatják, hogy a foszforiláció elősegíti vagy csökkenti a DELLA lebomlását, míg mások azt mutatják, hogy a foszforiláció nem befolyásolja stabilitását. Itt azonosítjuk a foszforilációs helyeket a REPRESSOR-banga1-3(RGA, AtDELLA) tömegspektrometriás analízissel Arabidopsis thaliana-ból tisztított, és azt mutatják, hogy két RGA peptid foszforilációja a PolyS és PolyS/T régiókban elősegíti a H2A kötődést és fokozott RGA aktivitást. Az RGA társulása a célpromóterekkel. Nevezetesen, a foszforiláció nem befolyásolja az RGA-TF kölcsönhatásokat vagy az RGA stabilitását. Vizsgálatunk feltárja azt a molekuláris mechanizmust, amellyel a foszforiláció indukálja a DELLA aktivitását.
A foszforiláció DELLA funkció szabályozásában betöltött szerepének tisztázásához kritikus fontosságú a DELLA foszforilációs helyek in vivo azonosítása és funkcionális elemzések elvégzése növényekben. Növényi kivonatok affinitástisztításával, majd MS/MS analízissel több foszfotot azonosítottunk az RGA-ban. GA-hiány esetén az RHA foszforilációja fokozódik, de a foszforiláció nem befolyásolja stabilitását. Fontos, hogy a co-IP és ChIP-qPCR vizsgálatok kimutatták, hogy az RGA PolyS/T régiójában a foszforiláció elősegíti a H2A-val való kölcsönhatását és a célpromoterekkel való asszociációját, feltárva azt a mechanizmust, amellyel a foszforiláció indukálja az RGA funkciót.
Az RGA-t az LHR1 aldomén és a TF kölcsönhatása révén toborozzák a megcélzott kromatinhoz, majd a H2A-hoz kötődnek a PolyS/T régión és a PFYRE aldoménen keresztül, létrehozva a H2A-RGA-TF komplexet az RGA stabilizálására. A Pep 2 foszforilációja a DELLA domén és a GRAS domén közötti PolyS/T régióban egy azonosítatlan kináz által fokozza az RGA-H2A kötődést. Az rgam2A mutáns fehérje megszünteti az RGA foszforilációját, és más fehérje konformációt vesz fel, hogy megzavarja a H2A kötődést. Ez a tranziens TF-rgam2A kölcsönhatások destabilizálódását és az rgam2A disszociációját eredményezi a célkromatinból. Ez az ábra csak az RGA által közvetített transzkripciós elnyomást ábrázolja. Hasonló mintázat írható le az RGA-közvetített transzkripciós aktiválásra, azzal a különbséggel, hogy a H2A-RGA-TF komplex elősegíti a célgén transzkripcióját, és az rgam2A defoszforilációja csökkenti a transzkripciót. Huang et al.21 alapján módosított ábra.
Valamennyi kvantitatív adatot Excel segítségével statisztikailag elemeztünk, a szignifikáns különbségeket Student-féle t-próbával határoztuk meg. A minta méretének előzetes meghatározásához statisztikai módszereket nem alkalmaztunk. Nem zártak ki adatokat az elemzésből; a kísérletet nem randomizálták; a kutatók nem voltak vakok a kísérlet során az adatok elosztására és az eredmények értékelésére. A minta mérete az ábra jelmagyarázatában és a forrásadatfájlban van feltüntetve.
A tanulmánytervvel kapcsolatos további információkért tekintse meg a cikkhez kapcsolódó Natural Portfolio Report Abstract-ot.
A tömegspektrometriás proteomikai adatok a PXD046004 adatkészlet-azonosítóval rendelkező PRIDE66 partnertáron keresztül kerültek a ProteomeXchange konzorciumba. A vizsgálat során kapott összes többi adat a Kiegészítő információkban, a Kiegészítő Adatfájlokban és a Nyers adatfájlokban található. A cikk forrásadatait közöljük.