La fosforilació activa el regulador de creixement principal DELLA en Arabidopsis promovent l'associació de la histona H2A amb la cromatina.

Les proteïnes DELLA són mestres conservatsreguladors de creixementque tenen un paper central en el control del desenvolupament de les plantes en resposta a senyals interns i ambientals. DELLA actua com a regulador transcripcional i es recluta per dirigir-se als promotors mitjançant la unió a factors de transcripció (TF) i a la histona H2A a través del seu domini GRAS. Estudis recents han demostrat que l'estabilitat de DELLA està regulada posttraduccionalment a través de dos mecanismes: la poliubiquitinació induïda per la fitohormona giberel·lina, que condueix a la seva ràpida degradació, i la conjugació de petits modificadors semblants a la ubiquitina (SUMO) per augmentar la seva acumulació. A més, l'activitat de DELLA està regulada dinàmicament per dues glicosilacions diferents: la interacció DELLA-TF es veu potenciada per l'O-fucosilació però inhibida per la modificació de la N-acetilglucosamina lligada a O (O-GlcNAc). Tanmateix, el paper de la fosforilació de DELLA no està clar, ja que estudis anteriors han mostrat resultats contradictoris, que van des d'aquells que mostren que la fosforilació promou o redueix la degradació de DELLA fins a altres que mostren que la fosforilació no afecta la seva estabilitat. Aquí, identifiquem llocs de fosforilació a REPRESSOR.ga1-3(RGA, AtDELLA) purificats d'Arabidopsis thaliana mitjançant anàlisi d'espectrometria de masses i mostren que la fosforilació de dos pèptids RGA a les regions PolyS i PolyS/T promou la unió a H2A i millora l'activitat RGA. Associació de RGA amb els promotors diana. Cal destacar que la fosforilació no afecta les interaccions RGA-TF ni l'estabilitat de RGA. El nostre estudi revela el mecanisme molecular pel qual la fosforilació indueix l'activitat DELLA.
Per elucidar el paper de la fosforilació en la regulació de la funció DELLA, és fonamental identificar els llocs de fosforilació de DELLA in vivo i realitzar anàlisis funcionals en plantes. Mitjançant la purificació per afinitat d'extractes de plantes seguida d'anàlisi MS/MS, vam identificar diversos fosfosits en RGA. En condicions de deficiència de GA, la fosforilació de RHA augmenta, però la fosforilació no afecta la seva estabilitat. És important destacar que els assaigs de co-IP i ChIP-qPCR van revelar que la fosforilació a la regió PolyS/T de RGA promou la seva interacció amb H2A i la seva associació amb els promotors diana, revelant el mecanisme pel qual la fosforilació indueix la funció RGA.
L'RGA es recluta per dirigir-se a la cromatina mitjançant la interacció del subdomini LHR1 amb el factor de transcripció (TF) i després s'uneix a l'H2A a través de la seva regió PolyS/T i el subdomini PFYRE, formant el complex H2A-RGA-TF per estabilitzar l'RGA. La fosforilació de Pep 2 a la regió PolyS/T entre el domini DELLA i el domini GRAS per una cinasa no identificada millora la unió entre RGA i H2A. La proteïna mutant rgam2A aboleix la fosforilació d'RGA i adopta una conformació proteica diferent per interferir amb la unió d'H2A. Això resulta en la desestabilització de les interaccions transitòries entre TF i rgam2A i la dissociació de rgam2A de la cromatina diana. Aquesta figura només representa la repressió transcripcional mediada per RGA. Es podria descriure un patró similar per a l'activació transcripcional mediada per RGA, excepte que el complex H2A-RGA-TF promouria la transcripció del gen diana i la desfosforilació de rgam2A disminuiria la transcripció. Figura modificada a partir de Huang et al.21.
Totes les dades quantitatives es van analitzar estadísticament mitjançant Excel i les diferències significatives es van determinar mitjançant la prova t de Student. No es van utilitzar mètodes estadístics per determinar preliminarment la mida de la mostra. No es van excloure dades de l'anàlisi; l'experiment no va ser aleatoritzat; els investigadors no van ser cecs a la distribució de les dades durant l'experiment i l'avaluació dels resultats. La mida de la mostra s'indica a la llegenda de la figura i al fitxer de dades font.
Per obtenir més informació sobre el disseny de l'estudi, consulteu el resum de l'informe Natural Portfolio associat a aquest article.
Les dades de proteòmica d'espectrometria de masses s'han aportat al consorci ProteomeXchange a través del repositori de socis PRIDE66 amb l'identificador de conjunt de dades PXD046004. Totes les altres dades obtingudes durant aquest estudi es presenten a la informació suplementària, els fitxers de dades suplementàries i els fitxers de dades en brut. Les dades font es proporcionen per a aquest article.