Proteinele DELLA sunt conservateregulatorii de creșterecare joacă un rol central în dezvoltarea plantelor ca răspuns la semnalele interne și externe. Ca regulatori transcripționali, DELLA se leagă de factorii de transcripție (TF) și histona H2A prin domeniile lor GRAS și sunt recrutați pentru a acționa asupra promotorilor. Studii recente au arătat că stabilitatea DELLA este reglată post-translațional prin două mecanisme: poliubiquitinarea indusă de hormonul vegetal.giberelina, ceea ce duce la degradarea lor rapidă, și conjugarea cu modificatorul mic de tip ubiquitin-like (SUMO), care crește acumularea lor. Mai mult, activitatea DELLA este reglată dinamic de două mecanisme distincte de glicozilare: O-fucozilarea îmbunătățește interacțiunea DELLA-TF, în timp ce modificarea N-acetilglucozamină legată de O (O-GlcNAc) inhibă interacțiunea DELLA-TF. Cu toate acestea, rolul fosforilării DELLA este neclar, deoarece studiile anterioare au arătat rezultate contradictorii, unele sugerând că fosforilarea promovează sau reprimă degradarea DELLA, iar altele sugerând că fosforilarea nu afectează stabilitatea acestora. Aici, identificăm situsurile de fosforilare în represorul GA1-3 (RGA), AtDELLA, purificat din Arabidopsis thaliana prin spectrometrie de masă și arătăm că fosforilarea a două peptide RGA în regiunile PolyS și PolyS/T îmbunătățește activitatea RGA prin promovarea legării H2A și asocierii RGA cu promotorii țintă. În special, fosforilarea nu a afectat interacțiunile RGA-TF sau stabilitatea RGA. Studiul nostru dezvăluie un mecanism molecular prin care fosforilarea induce activitatea DELLA.
Analiza noastră spectrometrică de masă a dezvăluit că atât Pep1, cât și Pep2 au fost foarte fosforilate în RGA în fundalul Ga1 cu deficit de GA. Pe lângă acest studiu, studiile fosfoproteomice au relevat și fosforilarea Pep1 în RGA, deși rolul său nu a fost încă studiat53,54,55. În schimb, fosforilarea Pep2 nu a fost descrisă anterior, deoarece această peptidă a putut fi detectată numai folosind transgena RGAGKG. Deși mutația m1A, care a abolit fosforilarea Pep1, a redus doar puțin activitatea RGA în planta, a avut un efect aditiv atunci când a fost combinată cu m2A în reducerea activității RGA (Figura 6 suplimentară). Foarte important, fosforilarea Pep1 a fost redusă semnificativ în mutantul sly1 îmbunătățit cu GA în comparație cu ga1, sugerând că GA promovează defosforilarea RGA, reducându-și activitatea. Mecanismul prin care GA suprimă fosforilarea RGA necesită investigații suplimentare. O posibilitate este ca acest lucru să fie realizat prin reglarea unei proteine kinaze neidentificate. Deși studiile au arătat că expresia proteinei kinazei CK1 EL1 este reglată în jos de GA în orez41, rezultatele noastre indică faptul că mutațiile de ordin superior ale omologului Arabidopsis EL1 (AEL1-4) nu reduc fosforilarea RGA. În acord cu rezultatele noastre, un studiu fosfoproteomic recent folosind linii de supraexprimare AEL Arabidopsis și un mutant triplu ael nu a identificat nicio proteină DELLA ca substrat al acestor kinaze56. Când am pregătit manuscrisul, s-a raportat că GSK3, gena care codifică o kinază asemănătoare GSK3/SHAGGY din grâu (Triticum aestivum), poate fosforila DELLA (Rht-B1b)57, deși fosforilarea Rht-B1b de către GSK3 nu a fost confirmată în planta. Reacțiile enzimatice in vitro în prezența GSK3 urmate de analiza spectrometriei de masă au evidențiat trei situsuri de fosforilare situate între domeniile DELLA și GRAS ale Rht-B1b (Figura 3 suplimentară). Substituțiile de serină cu alanină la toate cele trei situsuri de fosforilare au dus la scăderea activității Rht-B1b în grâul transgenic, în concordanță cu constatările noastre că substituțiile de alanină în Pep2 RGA au scăzut activitatea RGA. Cu toate acestea, testele de degradare a proteinei in vitro au demonstrat în continuare că fosforilarea poate stabiliza și Rht-B1b57. Acest lucru este în contrast cu rezultatele noastre care arată că substituțiile de alanină în Pep2 RGA nu îi modifică stabilitatea în planta. GSK3 în grâu este un ortolog al proteinei 2 insensibile la brassinosteroide (BIN2) în Arabidopsis 57. BIN2 este un regulator negativ al semnalizării BR, iar BR își activează calea de semnalizare provocând degradarea BIN2 58. Am arătat că tratamentul cu BR nu reduce stabilitatea RGA 59 sau fosforilarea, sugerând că nivelurile de supplementare ale RGA 2 sugerează că valorile de Arabipsire 2 (Supplementare) puțin probabil să fie fosforilat de BIN2.
Toate datele cantitative au fost analizate statistic folosind Excel, iar diferențele semnificative au fost determinate folosind testul t Student. Nu au fost utilizate metode statistice pentru a predetermina dimensiunea eșantionului. Nu au fost excluse date din analiză; experimentul nu a fost randomizat; iar cercetătorii au fost conștienți de alocare în timpul experimentului și evaluării rezultatelor. Dimensiunile eșantioanelor sunt furnizate în legendele figurilor și în fișierele de date brute.
Ora postării: 15-apr-2025