Pinapagana ng phosphorylation ang master growth regulator na DELLA sa Arabidopsis sa pamamagitan ng pagtataguyod ng kaugnayan ng histone H2A sa chromatin.

Ang mga protina ng DELLA ay nakonserba bilang mastermga regulator ng paglagona gumaganap ng mahalagang papel sa pagkontrol sa pag-unlad ng halaman bilang tugon sa mga panloob at pangkapaligiran na pahiwatig. Ang DELLA ay gumaganap bilang isang transcriptional regulator at nirerekrut upang i-target ang mga promoter sa pamamagitan ng pagbigkis sa mga transcription factor (TF) at histone H2A sa pamamagitan ng GRAS domain nito. Ipinakita ng mga kamakailang pag-aaral na ang katatagan ng DELLA ay kinokontrol pagkatapos ng pagsasalin sa pamamagitan ng dalawang mekanismo: polyubiquitination na dulot ng phytohormone gibberellin, na humahantong sa mabilis na pagkasira nito, at conjugation ng maliliit na ubiquitin-like modifiers (SUMO) upang mapataas ang akumulasyon nito. Bilang karagdagan, ang aktibidad ng DELLA ay dinamikong kinokontrol ng dalawang magkaibang glycosylation: ang interaksyon ng DELLA-TF ay pinahuhusay ng O-fucosylation ngunit pinipigilan ng pagbabago ng O-linked N-acetylglucosamine (O-GlcNAc). Gayunpaman, ang papel ng phosphorylation ng DELLA ay nananatiling hindi malinaw, dahil ang mga nakaraang pag-aaral ay nagpakita ng magkasalungat na mga resulta, mula sa mga nagpapakita na ang phosphorylation ay nagtataguyod o nagbabawas ng pagkasira ng DELLA hanggang sa iba na nagpapakita na ang phosphorylation ay hindi nakakaapekto sa katatagan nito. Dito, tinutukoy namin ang mga site ng phosphorylation sa REPRESSORga1-3(RGA, AtDELLA) na dinalisay mula sa Arabidopsis thaliana sa pamamagitan ng mass spectrometry analysis at ipinapakita na ang phosphorylation ng dalawang RGA peptide sa mga rehiyon ng PolyS at PolyS/T ay nagtataguyod ng pagbubuklod ng H2A at pinahusay na aktibidad ng RGA. Ugnayan ng RGA sa mga target promoter. Kapansin-pansin, ang phosphorylation ay hindi nakakaapekto sa mga interaksyon ng RGA-TF o katatagan ng RGA. Ipinapakita ng aming pag-aaral ang mekanismong molekular kung saan ang phosphorylation ay nagdudulot ng aktibidad ng DELLA.
Upang maipaliwanag ang papel ng phosphorylation sa pag-regulate ng DELLA function, mahalagang tukuyin ang mga DELLA phosphorylation sites in vivo at magsagawa ng mga functional analyses sa mga halaman. Sa pamamagitan ng affinity purification ng mga plant extracts na sinundan ng MS/MS analysis, natukoy namin ang ilang phosphosites sa RGA. Sa ilalim ng mga kondisyon ng kakulangan sa GA, tumataas ang RHA phosphorylation, ngunit hindi nakakaapekto ang phosphorylation sa katatagan nito. Mahalaga, ipinakita ng mga co-IP at ChIP-qPCR assays na ang phosphorylation sa PolyS/T region ng RGA ay nagtataguyod ng interaksyon nito sa H2A at ang kaugnayan nito sa mga target promoter, na nagpapakita ng mekanismo kung paano ang phosphorylation ay nagdudulot ng RGA function.
Ang RGA ay nirerekrut upang i-target ang chromatin sa pamamagitan ng interaksyon ng LHR1 subdomain sa TF at pagkatapos ay nagbibigkis sa H2A sa pamamagitan ng PolyS/T region at PFYRE subdomain nito, na bumubuo ng H2A-RGA-TF complex upang patatagin ang RGA. Ang phosphorylation ng Pep 2 sa PolyS/T region sa pagitan ng DELLA domain at ng GRAS domain sa pamamagitan ng isang hindi kilalang kinase ay nagpapahusay sa pagbubuklod ng RGA-H2A. Ang rgam2A mutant protein ay nag-aalis ng phosphorylation ng RGA at gumagamit ng ibang protein conformation upang makagambala sa pagbubuklod ng H2A. Nagreresulta ito sa destabilization ng transient TF-rgam2A interactions at dissociation ng rgam2A mula sa target chromatin. Ang figure na ito ay naglalarawan lamang ng RGA-mediated transcriptional repression. Ang isang katulad na pattern ay maaaring ilarawan para sa RGA-mediated transcriptional activation, maliban na ang H2A-RGA-TF complex ay magsusulong ng target gene transcription at ang dephosphorylation ng rgam2A ay magbabawas sa transcription. Binago ang figure mula kay Huang et al.21.
Ang lahat ng kwantitatibong datos ay sinuri gamit ang Excel sa estadistika, at ang mga makabuluhang pagkakaiba ay natukoy gamit ang Student's t test. Walang ginamit na istatistikal na pamamaraan upang paunang matukoy ang laki ng sample. Walang datos na ibinukod mula sa pagsusuri; ang eksperimento ay hindi randomized; ang mga mananaliksik ay hindi bulag sa distribusyon ng datos sa panahon ng eksperimento at sa pagsusuri ng mga resulta. Ang laki ng sample ay ipinahiwatig sa legend ng pigura at source data file.
Para sa karagdagang impormasyon tungkol sa disenyo ng pag-aaral, tingnan ang Natural Portfolio Report Abstract na kaugnay ng artikulong ito.
Ang datos ng proteomics ng mass spectrometry ay naiambag sa ProteomeXchange consortium sa pamamagitan ng PRIDE66 partner repository na may dataset identifier na PXD046004. Ang lahat ng iba pang datos na nakuha sa pag-aaral na ito ay inilalahad sa Supplementary Information, Supplementary Data Files, at Raw Data Files. Ang pinagmulang datos ay ibinigay para sa artikulong ito.