โปรตีน DELLA เป็นโปรตีนต้นแบบที่ได้รับการอนุรักษ์ไว้สารควบคุมการเจริญเติบโตโปรตีน DELLA มีบทบาทสำคัญในการควบคุมการเจริญเติบโตของพืชเพื่อตอบสนองต่อสัญญาณภายในและสิ่งแวดล้อม DELLA ทำหน้าที่เป็นตัวควบคุมการถอดรหัสและถูกดึงดูดไปยังโปรโมเตอร์เป้าหมายโดยการจับกับปัจจัยการถอดรหัส (TFs) และฮิสโตน H2A ผ่านโดเมน GRAS การศึกษาล่าสุดแสดงให้เห็นว่าความเสถียรของ DELLA ถูกควบคุมหลังการแปลรหัสผ่านกลไกสองอย่าง ได้แก่ การเติมยูบิควิตินหลายตัวที่เกิดจากฮอร์โมนพืชจิบเบอเรลลิน ซึ่งนำไปสู่การสลายตัวอย่างรวดเร็ว และการเชื่อมต่อกับตัวดัดแปลงคล้ายยูบิควิตินขนาดเล็ก (SUMO) เพื่อเพิ่มการสะสม นอกจากนี้ กิจกรรมของ DELLA ยังถูกควบคุมแบบไดนามิกโดยการเติมหมู่ไกลโคซิลสองแบบที่แตกต่างกัน: ปฏิสัมพันธ์ระหว่าง DELLA กับ TF จะเพิ่มขึ้นโดยการเติมหมู่ฟูโคซิลที่ตำแหน่ง O แต่จะถูกยับยั้งโดยการดัดแปลงด้วยหมู่ N-acetylglucosamine ที่เชื่อมต่อที่ตำแหน่ง O (O-GlcNAc) อย่างไรก็ตาม บทบาทของการฟอสโฟรีเลชันของ DELLA ยังคงไม่ชัดเจน เนื่องจากงานวิจัยก่อนหน้านี้แสดงผลลัพธ์ที่ขัดแย้งกัน ตั้งแต่ผลการศึกษาที่แสดงว่าการฟอสโฟรีเลชันส่งเสริมหรือลดการสลายตัวของ DELLA ไปจนถึงผลการศึกษาที่แสดงว่าการฟอสโฟรีเลชันไม่มีผลต่อความเสถียรของมัน ในที่นี้ เราได้ระบุตำแหน่งการฟอสโฟรีเลชันใน REPRESSORga1-3(RGA, AtDELLA) ที่บริสุทธิ์จาก Arabidopsis thaliana โดยการวิเคราะห์ด้วยแมสสเปกโทรเมตรี แสดงให้เห็นว่าการฟอสโฟรีเลชันของเปปไทด์ RGA สองตำแหน่งที่บริเวณ PolyS และ PolyS/T ส่งเสริมการจับกับ H2A และเพิ่มกิจกรรมของ RGA การเชื่อมโยงของ RGA กับโปรโมเตอร์เป้าหมาย ที่สำคัญคือ การฟอสโฟรีเลชันไม่มีผลต่อปฏิกิริยาระหว่าง RGA กับ TF หรือความเสถียรของ RGA การศึกษาของเราเปิดเผยกลไกโมเลกุลที่การฟอสโฟรีเลชันกระตุ้นกิจกรรมของ DELLA
เพื่ออธิบายบทบาทของการฟอสโฟรีเลชันในการควบคุมการทำงานของ DELLA จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องระบุตำแหน่งฟอสโฟรีเลชันของ DELLA ในสิ่งมีชีวิตและทำการวิเคราะห์การทำงานในพืช โดยการทำให้บริสุทธิ์สารสกัดจากพืชด้วยวิธี Affinity Purification ตามด้วยการวิเคราะห์ MS/MS เราได้ระบุตำแหน่งฟอสโฟรีเลชันหลายตำแหน่งใน RGA ภายใต้สภาวะขาด GA การฟอสโฟรีเลชันของ RHA เพิ่มขึ้น แต่การฟอสโฟรีเลชันไม่มีผลต่อความเสถียรของมัน ที่สำคัญ การทดสอบ co-IP และ ChIP-qPCR เผยให้เห็นว่าการฟอสโฟรีเลชันที่บริเวณ PolyS/T ของ RGA ส่งเสริมการมีปฏิสัมพันธ์กับ H2A และการเชื่อมโยงกับโปรโมเตอร์เป้าหมาย ซึ่งเผยให้เห็นกลไกที่การฟอสโฟรีเลชันกระตุ้นการทำงานของ RGA
RGA ถูกดึงดูดไปยังโครมาตินเป้าหมายผ่านการโต้ตอบของซับโดเมน LHR1 กับ TF จากนั้นจะจับกับ H2A ผ่านบริเวณ PolyS/T และซับโดเมน PFYRE ก่อให้เกิดคอมเพล็กซ์ H2A-RGA-TF เพื่อทำให้ RGA มีเสถียรภาพ การฟอสฟอริเลชันของ Pep 2 ในบริเวณ PolyS/T ระหว่างโดเมน DELLA และโดเมน GRAS โดยไคเนสที่ไม่ทราบชนิดจะช่วยเพิ่มการจับกันระหว่าง RGA และ H2A โปรตีนกลายพันธุ์ rgam2A จะยกเลิกการฟอสฟอริเลชันของ RGA และมีโครงสร้างโปรตีนที่แตกต่างออกไปเพื่อรบกวนการจับกับ H2A ส่งผลให้การโต้ตอบชั่วคราวระหว่าง TF และ rgam2A ไม่เสถียรและ rgam2A แยกตัวออกจากโครมาตินเป้าหมาย รูปนี้แสดงเฉพาะการยับยั้งการถอดรหัสที่เกิดจาก RGA เท่านั้น รูปแบบที่คล้ายกันนี้สามารถอธิบายได้สำหรับการกระตุ้นการถอดรหัสที่เกิดจาก RGA ยกเว้นว่าคอมเพล็กซ์ H2A-RGA-TF จะส่งเสริมการถอดรหัสยีนเป้าหมาย และการลดฟอสฟอรัสของ rgam2A จะลดการถอดรหัส รูปภาพดัดแปลงจาก Huang et al.21
ข้อมูลเชิงปริมาณทั้งหมดได้รับการวิเคราะห์ทางสถิติโดยใช้ Excel และความแตกต่างที่มีนัยสำคัญถูกกำหนดโดยใช้การทดสอบ t ของ Student ไม่ได้ใช้วิธีการทางสถิติใด ๆ ในการกำหนดขนาดตัวอย่างเบื้องต้น ไม่มีการตัดข้อมูลใด ๆ ออกจากการวิเคราะห์ การทดลองไม่ได้เป็นการสุ่ม นักวิจัยไม่ได้ปิดบังข้อมูลเกี่ยวกับการกระจายของข้อมูลระหว่างการทดลองและการประเมินผลลัพธ์ ขนาดตัวอย่างระบุไว้ในคำอธิบายภาพและไฟล์ข้อมูลต้นฉบับ
สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการออกแบบการศึกษา โปรดดูบทคัดย่อรายงานพอร์ตโฟลิโอธรรมชาติที่แนบมากับบทความนี้
ข้อมูลโปรตีโอมิกส์จากแมสสเปกโทรเมตรีได้รับการส่งไปยังกลุ่มความร่วมมือ ProteomeXchange ผ่านทางคลังข้อมูลพันธมิตร PRIDE66 โดยมีรหัสชุดข้อมูล PXD046004 ข้อมูลอื่นๆ ทั้งหมดที่ได้รับระหว่างการศึกษาครั้งนี้แสดงอยู่ในข้อมูลเพิ่มเติม ไฟล์ข้อมูลเพิ่มเติม และไฟล์ข้อมูลดิบ ข้อมูลต้นฉบับมีให้สำหรับบทความนี้
วันที่โพสต์: 8 พฤศจิกายน 2024