Le proteine DELLA sono master conservateregolatori della crescitache svolgono un ruolo centrale nel controllo dello sviluppo delle piante in risposta a segnali interni e ambientali. DELLA agisce come regolatore trascrizionale e viene reclutata sui promotori bersaglio legandosi ai fattori di trascrizione (TF) e all'istone H2A attraverso il suo dominio GRAS. Studi recenti hanno dimostrato che la stabilità di DELLA è regolata a livello post-traduzionale attraverso due meccanismi: la poliubiquitinazione indotta dal fitormone gibberellina, che ne determina la rapida degradazione, e la coniugazione di piccole molecole simili all'ubiquitina (SUMO) per aumentarne l'accumulo. Inoltre, l'attività di DELLA è regolata dinamicamente da due diverse glicosilazioni: l'interazione DELLA-TF è potenziata dalla O-fucosilazione ma inibita dalla modificazione con N-acetilglucosammina legata all'O (O-GlcNAc). Tuttavia, il ruolo della fosforilazione di DELLA rimane poco chiaro, poiché studi precedenti hanno mostrato risultati contrastanti, che vanno da quelli che indicano che la fosforilazione promuove o riduce la degradazione di DELLA ad altri che indicano che la fosforilazione non ne influenza la stabilità. Qui identifichiamo i siti di fosforilazione nel REPRESSOREga1-3(RGA, AtDELLA) purificati da Arabidopsis thaliana mediante analisi di spettrometria di massa e mostrano che la fosforilazione di due peptidi RGA nelle regioni PolyS e PolyS/T promuove il legame con H2A e aumenta l'attività di RGA. Associazione di RGA con i promotori bersaglio. In particolare, la fosforilazione non influenza le interazioni RGA-TF o la stabilità di RGA. Il nostro studio rivela il meccanismo molecolare con cui la fosforilazione induce l'attività di DELLA.
Per chiarire il ruolo della fosforilazione nella regolazione della funzione della DELLA, è fondamentale identificare i siti di fosforilazione della DELLA in vivo ed eseguire analisi funzionali nelle piante. Mediante purificazione per affinità di estratti vegetali seguita da analisi MS/MS, abbiamo identificato diversi siti di fosforilazione nella RGA. In condizioni di carenza di GA, la fosforilazione della RHA aumenta, ma non ne influenza la stabilità. È importante sottolineare che i saggi di co-immunoprecipitazione (co-IP) e ChIP-qPCR hanno rivelato che la fosforilazione nella regione PolyS/T della RGA promuove la sua interazione con H2A e la sua associazione con i promotori bersaglio, svelando il meccanismo con cui la fosforilazione induce la funzione della RGA.
RGA viene reclutato sulla cromatina bersaglio attraverso l'interazione del sottodominio LHR1 con TF e successivamente si lega a H2A tramite la sua regione PolyS/T e il sottodominio PFYRE, formando il complesso H2A-RGA-TF per stabilizzare RGA. La fosforilazione di Pep 2 nella regione PolyS/T tra il dominio DELLA e il dominio GRAS da parte di una chinasi non identificata potenzia il legame RGA-H2A. La proteina mutante rgam2A abolisce la fosforilazione di RGA e adotta una diversa conformazione proteica per interferire con il legame di H2A. Ciò si traduce nella destabilizzazione delle interazioni transitorie TF-rgam2A e nella dissociazione di rgam2A dalla cromatina bersaglio. Questa figura illustra solo la repressione trascrizionale mediata da RGA. Un modello simile potrebbe essere descritto per l'attivazione trascrizionale mediata da RGA, con la differenza che il complesso H2A-RGA-TF promuoverebbe la trascrizione del gene bersaglio e la defosforilazione di rgam2A diminuirebbe la trascrizione. Figura modificata da Huang et al.21.
Tutti i dati quantitativi sono stati analizzati statisticamente utilizzando Excel e le differenze significative sono state determinate mediante il test t di Student. Non sono stati utilizzati metodi statistici per la determinazione preliminare della dimensione del campione. Nessun dato è stato escluso dall'analisi; l'esperimento non è stato randomizzato; i ricercatori non erano all'oscuro della distribuzione dei dati durante l'esperimento e la valutazione dei risultati. La dimensione del campione è indicata nella didascalia della figura e nel file di dati sorgente.
Per maggiori informazioni sul disegno dello studio, si veda il riassunto del Natural Portfolio Report allegato a questo articolo.
I dati di proteomica ottenuti tramite spettrometria di massa sono stati forniti al consorzio ProteomeXchange attraverso il repository partner PRIDE66 con l'identificativo del set di dati PXD046004. Tutti gli altri dati ottenuti durante questo studio sono presentati nelle Informazioni supplementari, nei File di dati supplementari e nei File di dati grezzi. I dati di origine sono forniti per questo articolo.
Data di pubblicazione: 08-11-2024