โปรตีน DELLA ได้รับการอนุรักษ์สารควบคุมการเจริญเติบโตซึ่งมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาของพืชในการตอบสนองต่อสัญญาณภายในและภายนอก ในฐานะของตัวควบคุมการถอดรหัส DELLA จะจับกับปัจจัยการถอดรหัส (TF) และฮิสโตน H2A ผ่านโดเมน GRAS และถูกเรียกให้ทำงานบนโปรโมเตอร์ การศึกษาเมื่อเร็วๆ นี้แสดงให้เห็นว่าเสถียรภาพของ DELLA ถูกควบคุมหลังการแปลด้วยกลไกสองประการ ได้แก่ โพลียูบิควิติเนชันที่เหนี่ยวนำโดยฮอร์โมนพืชจิบเบอเรลลินซึ่งนำไปสู่การสลายตัวอย่างรวดเร็ว และการจับคู่กับตัวดัดแปลงคล้ายยูบิควิตินขนาดเล็ก (SUMO) ซึ่งจะเพิ่มการสะสมของสารเหล่านี้ นอกจากนี้ กิจกรรมของ DELLA ยังได้รับการควบคุมแบบไดนามิกโดยกลไกการไกลโคไซเลชันที่แตกต่างกันสองแบบ ได้แก่ O-fucosylation ช่วยเพิ่มปฏิสัมพันธ์ระหว่าง DELLA-TF ในขณะที่การดัดแปลง O-linked N-acetylglucosamine (O-GlcNAc) จะยับยั้งปฏิสัมพันธ์ระหว่าง DELLA-TF อย่างไรก็ตาม บทบาทของการฟอสโฟรีเลชันของ DELLA ยังไม่ชัดเจน เนื่องจากการศึกษาครั้งก่อนได้แสดงผลลัพธ์ที่ขัดแย้งกัน โดยบางการศึกษาแนะนำว่าการฟอสโฟรีเลชันส่งเสริมหรือยับยั้งการสลายตัวของ DELLA ในขณะที่บางการศึกษาแนะนำว่าการฟอสโฟรีเลชันไม่ส่งผลต่อเสถียรภาพของสารเหล่านี้ ที่นี่ เราระบุตำแหน่งฟอสโฟรีเลชันในสารยับยั้ง GA1-3 (RGA) AtDELLA ที่บริสุทธิ์จาก Arabidopsis thaliana โดยการตรวจด้วยแมสสเปกโตรเมทรี และแสดงให้เห็นว่าการฟอสโฟรีเลชันของเปปไทด์ RGA สองตัวในบริเวณ PolyS และ PolyS/T ช่วยเพิ่มกิจกรรมของ RGA โดยส่งเสริมการจับ H2A และการเชื่อมโยง RGA กับโปรโมเตอร์เป้าหมาย โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การฟอสโฟรีเลชันไม่มีผลต่อปฏิสัมพันธ์ระหว่าง RGA-TF หรือความเสถียรของ RGA การศึกษาของเราเผยให้เห็นกลไกระดับโมเลกุลที่การฟอสโฟรีเลชันกระตุ้นกิจกรรมของ DELLA
การวิเคราะห์มวลสารสเปกโตรเมทรีของเราเผยให้เห็นว่าทั้ง Pep1 และ Pep2 ถูกฟอสโฟรีเลตในระดับสูงใน RGA ในพื้นหลัง Ga1 ที่ขาด GA นอกเหนือจากการศึกษานี้ การศึกษาฟอสโฟโปรตีโอมิกส์ยังเผยให้เห็นการฟอสโฟรีเลตของ Pep1 ใน RGA แม้ว่าจะยังไม่ได้ศึกษาบทบาทของเปปไทด์นี้53,54,55 ในทางตรงกันข้าม การฟอสโฟรีเลตของ Pep2 ยังไม่เคยได้รับการอธิบายมาก่อน เนื่องจากเปปไทด์นี้สามารถตรวจพบได้โดยใช้ทรานส์ยีน RGAGKG เท่านั้น แม้ว่าการกลายพันธุ์ m1A ซึ่งยกเลิกการฟอสโฟรีเลตของ Pep1 จะลดกิจกรรมของ RGA ในพืชเพียงเล็กน้อย แต่มีผลเสริมเมื่อรวมกับ m2A ในการลดกิจกรรมของ RGA (รูปภาพเสริมที่ 6) ที่สำคัญ การฟอสโฟรีเลตของ Pep1 ลดลงอย่างมีนัยสำคัญในกลายพันธุ์ sly1 ที่ได้รับการปรับปรุงด้วย GA เมื่อเทียบกับ ga1 ซึ่งบ่งชี้ว่า GA ส่งเสริมการดีฟอสโฟรีเลตของ RGA ทำให้กิจกรรมของ RGA ลดลง กลไกที่ GA ยับยั้งการฟอสโฟรีเลตของ RGA จำเป็นต้องมีการศึกษาเพิ่มเติม ความเป็นไปได้อย่างหนึ่งคือสิ่งนี้เกิดขึ้นได้จากการควบคุมโปรตีนไคเนสที่ไม่ระบุชนิด แม้ว่าการศึกษาจะแสดงให้เห็นว่าการแสดงออกของโปรตีนไคเนส EL1 ของ CK1 ถูกควบคุมลงโดย GA ในข้าว41 แต่ผลลัพธ์ของเราบ่งชี้ว่าการกลายพันธุ์ลำดับสูงของโฮโมล็อก Arabidopsis EL1 (AEL1-4) ไม่ได้ลดการฟอสโฟรีเลชันของ RGA สอดคล้องกับผลลัพธ์ของเรา การศึกษาฟอสโฟโปรตีโอมิกส์ล่าสุดโดยใช้สายพันธุ์ที่มีการแสดงออกเกินของ Arabidopsis AEL และมิวแทนต์สามตัวของ AEL ไม่ได้ระบุโปรตีน DELLA ใดๆ ที่เป็นสารตั้งต้นของไคเนสเหล่านี้56 เมื่อเราเตรียมต้นฉบับ มีรายงานว่า GSK3 ซึ่งเป็นยีนที่เข้ารหัสไคเนสที่คล้าย GSK3/SHAGGY ในข้าวสาลี (Triticum aestivum) สามารถฟอสโฟรีเลต DELLA (Rht-B1b)57 ได้ แม้ว่าจะยังไม่ได้รับการยืนยันการฟอสโฟรีเลชันของ Rht-B1b โดย GSK3 ในพืช ปฏิกิริยาทางเอนไซม์ในหลอดทดลองที่มี GSK3 ตามด้วยการวิเคราะห์แมสสเปกโตรเมทรี เผยให้เห็นตำแหน่งฟอสโฟรีเลชัน 3 ตำแหน่งที่อยู่ระหว่างโดเมน DELLA และ GRAS ของ Rht-B1b (รูปเสริม 3) การแทนที่เซอรีนเป็นอะลานีนที่ตำแหน่งฟอสโฟรีเลชันทั้งสามตำแหน่งส่งผลให้กิจกรรมของ Rht-B1b ลดลงในข้าวสาลีทรานสเจนิก ซึ่งสอดคล้องกับผลการศึกษาของเราที่ว่าการแทนที่อะลานีนใน Pep2 RGA ทำให้กิจกรรมของ RGA ลดลง อย่างไรก็ตาม การทดสอบการย่อยสลายโปรตีนในหลอดทดลองแสดงให้เห็นเพิ่มเติมว่าการฟอสโฟรีเลชันสามารถทำให้ Rht-B1b57 มีเสถียรภาพได้เช่นกัน ซึ่งขัดแย้งกับผลการศึกษาของเราที่แสดงให้เห็นว่าการแทนที่อะลานีนใน Pep2 RGA ไม่ทำให้เสถียรภาพของ Rht-B1b57 เปลี่ยนแปลงไปในพืช GSK3 ในข้าวสาลีเป็นออร์โธล็อกของโปรตีน 2 ที่ไม่ไวต่อบราสซิโนสเตียรอยด์ (BIN2) ใน Arabidopsis 57 BIN2 เป็นตัวควบคุมเชิงลบของการส่งสัญญาณ BR และ BR จะกระตุ้นเส้นทางการส่งสัญญาณโดยทำให้เกิดการย่อยสลาย BIN2 58 เราแสดงให้เห็นว่าการรักษาด้วย BR ไม่ลดเสถียรภาพของ RGA 59 หรือระดับการฟอสโฟรีเลชันใน Arabidopsis (ภาพเสริมที่ 2) ซึ่งบ่งชี้ว่า RGA ไม่น่าจะถูกฟอสโฟรีเลตโดย BIN2
ข้อมูลเชิงปริมาณทั้งหมดได้รับการวิเคราะห์ทางสถิติโดยใช้ Excel และความแตกต่างที่สำคัญถูกกำหนดโดยใช้การทดสอบ t ของนักเรียน ไม่มีการใช้วิธีการทางสถิติเพื่อกำหนดขนาดตัวอย่างล่วงหน้า ไม่มีการแยกข้อมูลออกจากการวิเคราะห์ การทดลองไม่ได้ถูกสุ่ม และนักวิจัยทราบถึงการจัดสรรระหว่างการทดลองและการประเมินผลลัพธ์ ขนาดตัวอย่างระบุไว้ในคำอธิบายภาพและในไฟล์ข้อมูลดิบ
เวลาโพสต์ : 15 เม.ย. 2568