بروتينات DELLA هي بروتينات محفوظة بشكل رئيسيمنظمات النموتلعب دورًا محوريًا في التحكم في نمو النبات استجابةً للإشارات الداخلية والبيئية. يعمل DELLA كمنظم نسخي، ويُجنَّد لاستهداف المحفزات عن طريق الارتباط بعوامل النسخ (TFs) والهيستون H2A من خلال نطاق GRAS الخاص به. أظهرت الدراسات الحديثة أن استقرار DELLA يُنظَّم بعد الترجمة من خلال آليتين: تعدد اليوبيكويتين المُحفَّز بواسطة الهرمون النباتي الجيبريلين، مما يؤدي إلى تحلله السريع، واقتران مُعدِّلات شبيهة باليوبيكويتين الصغيرة (SUMO) لزيادة تراكمه. بالإضافة إلى ذلك، يُنظَّم نشاط DELLA ديناميكيًا من خلال نوعين مختلفين من الجليكوزيلات: يتعزز تفاعل DELLA مع عامل النسخ عن طريق الفوكوزيلات، ولكنه يُثبَّط عن طريق تعديل N-أسيتيل الجلوكوزامين المرتبط بالأكسجين (O-GlcNAc). مع ذلك، لا يزال دور فسفرة DELLA غير واضح، إذ أظهرت دراسات سابقة نتائج متضاربة، تتراوح بين دراسات تُظهر أن الفسفرة تُعزز أو تُقلل من تحلل DELLA، ودراسات أخرى تُظهر أن الفسفرة لا تؤثر على استقراره. هنا، نُحدد مواقع الفسفرة في REPRESSOR.ga1-3(RGA، AtDELLA) مُنقّى من نبات أرابيدوبسيس ثاليانا باستخدام تحليل مطياف الكتلة، ويُظهر أن فسفرة ببتيديْن من RGA في منطقتي PolyS وPolyS/T تُعزز ارتباط H2A وتُعزز نشاط RGA. يرتبط RGA بالمحفزات المستهدفة. والجدير بالذكر أن الفسفرة لا تؤثر على تفاعلات RGA مع عامل النسخ أو استقرار RGA. تكشف دراستنا عن الآلية الجزيئية التي تُحفز بها الفسفرة نشاط DELLA.
لتوضيح دور الفسفرة في تنظيم وظيفة DELLA، من الضروري تحديد مواقع فسفرة DELLA في الجسم الحي وإجراء تحاليل وظيفية في النباتات. من خلال تنقية مستخلصات النباتات بالتقارب، متبوعة بتحليل MS/MS، حددنا عدة مواقع فوسفورية في RGA. في ظل نقص GA، تزداد فسفرة RHA، لكن الفسفرة لا تؤثر على استقرارها. والأهم من ذلك، كشفت اختبارات co-IP وChIP-qPCR أن الفسفرة في منطقة PolyS/T في RGA تعزز تفاعلها مع H2A وارتباطها بالمحفزات المستهدفة، مما يكشف عن آلية تحفيز الفسفرة لوظيفة RGA.
يُجنَّد بروتين RGA لاستهداف الكروماتين من خلال تفاعل المجال الفرعي LHR1 مع عامل النسخ (TF)، ثم يرتبط بـ H2A من خلال منطقته PolyS/T والمجال الفرعي PFYRE، مُشكِّلاً مُركَّب H2A-RGA-TF لتثبيت RGA. تُعزِّز فسفرة Pep 2 في منطقة PolyS/T بين مجال DELLA ومجال GRAS بواسطة كيناز مجهول الهوية ارتباط RGA-H2A. يُلغي بروتين rgam2A الطافر فسفرة RGA ويتبنى بنية بروتينية مختلفة للتدخل في ارتباط H2A. يؤدي هذا إلى زعزعة استقرار التفاعلات المؤقتة بين TF وrgam2A وانفصال rgam2A عن الكروماتين المستهدف. يُظهر هذا الشكل فقط القمع النسخي بوساطة RGA. يمكن وصف نمط مماثل للتنشيط النسخي بوساطة RGA، باستثناء أن مركب H2A-RGA-TF يعزز نسخ الجين المستهدف، وأن إزالة فسفرة rgam2A تقلل النسخ. الشكل مُعدّل من Huang et al.21.
تم تحليل جميع البيانات الكمية إحصائيًا باستخدام برنامج إكسل، وحُددت الفروقات المهمة باستخدام اختبار t للطلاب. لم تُستخدم أي أساليب إحصائية لتحديد حجم العينة بشكل أولي. لم تُستبعد أي بيانات من التحليل؛ ولم تكن التجربة عشوائية؛ ولم يغفل الباحثون عن توزيع البيانات أثناء التجربة وتقييم النتائج. يُشار إلى حجم العينة في شرح الشكل وملف بيانات المصدر.
لمزيد من المعلومات حول تصميم الدراسة، راجع ملخص تقرير المحفظة الطبيعية المرتبط بهذه المقالة.
تم تقديم بيانات تحليل البروتينات باستخدام مطياف الكتلة إلى اتحاد ProteomeXchange من خلال مستودع شركاء PRIDE66 برقم تعريف مجموعة البيانات PXD046004. جميع البيانات الأخرى التي تم الحصول عليها خلال هذه الدراسة مُقدمة في المعلومات التكميلية، وملفات البيانات التكميلية، وملفات البيانات الخام. بيانات المصدر مُقدمة لهذه المقالة.
وقت النشر: ٨ نوفمبر ٢٠٢٤