Οι πρωτεΐνες DELLA διατηρούνται ως κύριεςρυθμιστές ανάπτυξηςπου παίζουν κεντρικό ρόλο στον έλεγχο της ανάπτυξης των φυτών σε απόκριση σε εσωτερικά και περιβαλλοντικά ερεθίσματα. Η DELLA δρα ως ρυθμιστής μεταγραφής και στρατολογείται για να στοχεύσει υποκινητές μέσω σύνδεσης με παράγοντες μεταγραφής (TFs) και ιστόνη H2A μέσω του τομέα GRAS. Πρόσφατες μελέτες έχουν δείξει ότι η σταθερότητα της DELLA ρυθμίζεται μετα-μεταφραστικά μέσω δύο μηχανισμών: πολυουβικιτίνης που προκαλείται από τη φυτοορμόνη γιββερελλίνη, η οποία οδηγεί στην ταχεία αποδόμησή της, και σύζευξης μικρών τροποποιητών τύπου ουβικιτίνης (SUMO) για την αύξηση της συσσώρευσής της. Επιπλέον, η δραστικότητα της DELLA ρυθμίζεται δυναμικά από δύο διαφορετικές γλυκοζυλιώσεις: η αλληλεπίδραση DELLA-TF ενισχύεται από την Ο-φουκοζυλίωση, αλλά αναστέλλεται από την τροποποίηση της Ο-συνδεδεμένης Ν-ακετυλογλυκοζαμίνης (O-GlcNAc). Ωστόσο, ο ρόλος της φωσφορυλίωσης της DELLA παραμένει ασαφής, καθώς προηγούμενες μελέτες έχουν δείξει αντικρουόμενα αποτελέσματα, που κυμαίνονται από εκείνα που δείχνουν ότι η φωσφορυλίωση προάγει ή μειώνει την αποικοδόμηση της DELLA έως άλλα που δείχνουν ότι η φωσφορυλίωση δεν επηρεάζει τη σταθερότητά της. Εδώ, εντοπίζουμε θέσεις φωσφορυλίωσης στο REPRESSOR.ga1-3(RGA, AtDELLA) καθαρισμένα από Arabidopsis thaliana με ανάλυση φασματομετρίας μάζας και δείχνουν ότι η φωσφορυλίωση δύο πεπτιδίων RGA στις περιοχές PolyS και PolyS/T προάγει τη σύνδεση H2A και την ενίσχυση της δραστικότητας του RGA. Συσχέτιση του RGA με υποκινητές-στόχους. Αξιοσημείωτα, η φωσφορυλίωση δεν επηρεάζει τις αλληλεπιδράσεις RGA-TF ή τη σταθερότητα του RGA. Η μελέτη μας αποκαλύπτει τον μοριακό μηχανισμό με τον οποίο η φωσφορυλίωση προκαλεί δραστικότητα DELLA.
Για να διευκρινιστεί ο ρόλος της φωσφορυλίωσης στη ρύθμιση της λειτουργίας DELLA, είναι κρίσιμο να εντοπιστούν οι θέσεις φωσφορυλίωσης DELLA in vivo και να διεξαχθούν λειτουργικές αναλύσεις σε φυτά. Με καθαρισμό συγγένειας φυτικών εκχυλισμάτων ακολουθούμενο από ανάλυση MS/MS, εντοπίσαμε αρκετούς φωσφοζίτες στο RGA. Υπό συνθήκες ανεπάρκειας GA, η φωσφορυλίωση RHA αυξάνεται, αλλά η φωσφορυλίωση δεν επηρεάζει τη σταθερότητά του. Είναι σημαντικό ότι οι δοκιμασίες co-IP και ChIP-qPCR αποκάλυψαν ότι η φωσφορυλίωση στην περιοχή PolyS/T του RGA προάγει την αλληλεπίδρασή του με το H2A και τη σύνδεσή του με τους υποκινητές-στόχους, αποκαλύπτοντας τον μηχανισμό με τον οποίο η φωσφορυλίωση προκαλεί τη λειτουργία του RGA.
Το RGA στρατολογείται για να στοχεύσει τη χρωματίνη μέσω της αλληλεπίδρασης του υποτομέα LHR1 με τον TF και στη συνέχεια συνδέεται με την H2A μέσω της περιοχής PolyS/T και του υποτομέα PFYRE, σχηματίζοντας το σύμπλεγμα H2A-RGA-TF για τη σταθεροποίηση της RGA. Η φωσφορυλίωση του Pep 2 στην περιοχή PolyS/T μεταξύ του τομέα DELLA και του τομέα GRAS από μια άγνωστη κινάση ενισχύει τη σύνδεση RGA-H2A. Η μεταλλαγμένη πρωτεΐνη rgam2A καταργεί τη φωσφορυλίωση RGA και υιοθετεί διαφορετική διαμόρφωση πρωτεΐνης για να επηρεάσει τη σύνδεση H2A. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την αποσταθεροποίηση των παροδικών αλληλεπιδράσεων TF-rgam2A και την αποσύνδεση της rgam2A από τη χρωματίνη-στόχο. Αυτό το σχήμα απεικονίζει μόνο την καταστολή της μεταγραφής που προκαλείται από RGA. Ένα παρόμοιο μοτίβο θα μπορούσε να περιγραφεί για την ενεργοποίηση της μεταγραφής που προκαλείται από RGA, εκτός από το ότι το σύμπλεγμα H2A-RGA-TF θα προήγαγε τη μεταγραφή του γονιδίου-στόχου και η αποφωσφορυλίωση του rgam2A θα μείωνε τη μεταγραφή. Τροποποιημένο σχήμα από Huang et al.21.
Όλα τα ποσοτικά δεδομένα αναλύθηκαν στατιστικά χρησιμοποιώντας το Excel και οι σημαντικές διαφορές προσδιορίστηκαν χρησιμοποιώντας το t-test του Student. Δεν χρησιμοποιήθηκαν στατιστικές μέθοδοι για τον προκαταρκτικό προσδιορισμό του μεγέθους του δείγματος. Κανένα δεδομένο δεν εξαιρέθηκε από την ανάλυση. Το πείραμα δεν ήταν τυχαιοποιημένο. Οι ερευνητές δεν αγνοούσαν την κατανομή των δεδομένων κατά τη διάρκεια του πειράματος και την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων. Το μέγεθος του δείγματος υποδεικνύεται στον υπόμνημα του σχήματος και στο αρχείο δεδομένων πηγής.
Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τον σχεδιασμό της μελέτης, ανατρέξτε στην Περίληψη της Έκθεσης Φυσικού Χαρτοφυλακίου που σχετίζεται με αυτό το άρθρο.
Τα δεδομένα πρωτεωμικής φασματομετρίας μάζας έχουν παρασχεθεί στην κοινοπραξία ProteomeXchange μέσω του αποθετηρίου συνεργατών PRIDE66 με αναγνωριστικό συνόλου δεδομένων PXD046004. Όλα τα άλλα δεδομένα που ελήφθησαν κατά τη διάρκεια αυτής της μελέτης παρουσιάζονται στις Συμπληρωματικές Πληροφορίες, τα Συμπληρωματικά Αρχεία Δεδομένων και τα Αρχεία Ακατέργαστων Δεδομένων. Παρέχονται δεδομένα πηγής για αυτό το άρθρο.
Ώρα δημοσίευσης: 08 Νοεμβρίου 2024