Фосфорилацијата го активира главниот регулатор за раст DELLA кај Arabidopsis преку промовирање на поврзаноста на хистонот H2A со хроматинот.

DELLA протеините се конзервирани во мастеррегулатори на расткои играат централна улога во контролирањето на развојот на растенијата како одговор на внатрешните и еколошките сигнали. DELLA делува како транскрипциски регулатор и е регрутиран за целни промотори со врзување за транскрипциски фактори (TF) и хистон H2A преку неговиот GRAS домен. Неодамнешните студии покажаа дека стабилноста на DELLA е пост-транслационо регулирана преку два механизма: полиубиквитинација индуцирана од фитохормонот гиберелин, што доведува до негова брза деградација, и конјугација на мали модификатори слични на убиквитин (SUMO) за да се зголеми неговата акумулација. Покрај тоа, активноста на DELLA е динамички регулирана од две различни гликозилации: интеракцијата DELLA-TF е подобрена со О-фукозилација, но инхибирана со модификација на О-поврзан N-ацетилглукозамин (O-GlcNAc). Сепак, улогата на фосфорилацијата на DELLA останува нејасна, бидејќи претходните студии покажаа спротивставени резултати, почнувајќи од оние што покажуваат дека фосфорилацијата ја промовира или намалува деградацијата на DELLA до други што покажуваат дека фосфорилацијата не влијае на нејзината стабилност. Овде, идентификуваме места на фосфорилација во REPRESSOR.ga1-3(RGA, AtDELLA) прочистени од Arabidopsis thaliana со анализа на масена спектрометрија и покажуваат дека фосфорилацијата на два RGA пептиди во регионите PolyS и PolyS/T го промовира врзувањето за H2A и ја зголемува активноста на RGA. Поврзаност на RGA со целни промотори. Имено, фосфорилацијата не влијае на интеракциите RGA-TF или стабилноста на RGA. Нашето истражување го открива молекуларниот механизам преку кој фосфорилацијата ја индуцира активноста на DELLA.
За да се разјасни улогата на фосфорилацијата во регулирањето на функцијата на DELLA, клучно е да се идентификуваат местата на фосфорилација на DELLA in vivo и да се извршат функционални анализи кај растенијата. Со афинитетно прочистување на растителни екстракти проследено со MS/MS анализа, идентификувавме неколку фосфозити во RGA. Во услови на недостаток на GA, фосфорилацијата на RHA се зголемува, но фосфорилацијата не влијае на нејзината стабилност. Важно е да се напомене дека co-IP и ChIP-qPCR анализите покажаа дека фосфорилацијата во PolyS/T регионот на RGA ја промовира неговата интеракција со H2A и неговата поврзаност со целните промотори, откривајќи го механизмот преку кој фосфорилацијата ја индуцира функцијата на RGA.
RGA се регрутира за целен хроматин преку интеракцијата на поддоменот LHR1 со TF, а потоа се врзува за H2A преку неговиот PolyS/T регион и поддоменот PFYRE, формирајќи го комплексот H2A-RGA-TF за стабилизирање на RGA. Фосфорилацијата на Pep 2 во PolyS/T регионот помеѓу доменот DELLA и доменот GRAS од страна на неидентификувана киназа го подобрува врзувањето за RGA-H2A. Мутантниот протеин rgam2A ја укинува фосфорилацијата на RGA и усвојува различна протеинска конформација за да се меша со врзувањето за H2A. Ова резултира со дестабилизација на транзиторните интеракции TF-rgam2A и дисоцијација на rgam2A од целниот хроматин. Оваа слика прикажува само транскрипциска репресија посредувана од RGA. Сличен модел може да се опише за транскрипциска активација посредувана од RGA, освен што комплексот H2A-RGA-TF би ја промовирал транскрипцијата на целниот ген, а дефосфорилацијата на rgam2A би ја намалила транскрипцијата. Слика модифицирана од Huang et al.21.
Сите квантитативни податоци беа статистички анализирани со помош на Excel, а значајните разлики беа утврдени со помош на Студентовиот t-тест. Не беа користени статистички методи за прелиминарно одредување на големината на примерокот. Од анализата не беа исклучени никакви податоци; експериментот не беше рандомизиран; истражувачите не беа слепи за распределбата на податоците за време на експериментот и евалуацијата на резултатите. Големината на примерокот е означена во легендата на сликата и во изворната датотека со податоци.
За повеќе информации во врска со дизајнот на студијата, видете го апстрактот на извештајот за природно портфолио поврзан со оваа статија.
Податоците од протеомската анализа на масената спектрометрија се доставени до конзорциумот ProteomeXchange преку партнерското складиште PRIDE66 со идентификатор на множество податоци PXD046004. Сите други податоци добиени за време на оваа студија се претставени во Дополнителните информации, Дополнителните датотеки со податоци и Суровите датотеки со податоци. За овој напис се обезбедени изворни податоци.