DELLA proteinleri korunmuştur.büyüme düzenleyicileriDELLA'lar, iç ve dış sinyallere yanıt olarak bitki gelişiminde merkezi bir rol oynarlar. Transkripsiyon düzenleyicileri olarak DELLA'lar, GRAS alanları aracılığıyla transkripsiyon faktörlerine (TF'ler) ve histon H2A'ya bağlanır ve promotörler üzerinde etkili olmak üzere görevlendirilirler. Son çalışmalar, DELLA stabilitesinin translasyon sonrası iki mekanizma ile düzenlendiğini göstermiştir: bitki hormonu tarafından indüklenen poliubikitinasyon.gibberellinBu durum, hızlı bozunmalarına ve küçük ubikitin benzeri değiştirici (SUMO) ile konjugasyonlarına yol açarak birikimlerini artırır. Dahası, DELLA aktivitesi iki farklı glikozilasyon mekanizması tarafından dinamik olarak düzenlenir: O-fukozilasyon, DELLA-TF etkileşimini artırırken, O-bağlı N-asetilglukozamin (O-GlcNAc) modifikasyonu DELLA-TF etkileşimini engeller. Bununla birlikte, DELLA fosforilasyonunun rolü belirsizdir, çünkü önceki çalışmalar çelişkili sonuçlar göstermiştir; bazıları fosforilasyonun DELLA bozunmasını teşvik ettiğini veya baskıladığını, diğerleri ise fosforilasyonun stabilitelerini etkilemediğini öne sürmektedir. Burada, Arabidopsis thaliana'dan kütle spektrometresi ile saflaştırılan GA1-3 baskılayıcısı (RGA) AtDELLA'daki fosforilasyon bölgelerini tanımlıyoruz ve PolyS ve PolyS/T bölgelerindeki iki RGA peptitinin fosforilasyonunun, H2A bağlanmasını ve RGA'nın hedef promotörlerle ilişkisini teşvik ederek RGA aktivitesini artırdığını gösteriyoruz. Dikkat çekici bir şekilde, fosforilasyon RGA-TF etkileşimlerini veya RGA stabilitesini etkilemedi. Çalışmamız, fosforilasyonun DELLA aktivitesini nasıl tetiklediğine dair moleküler bir mekanizmayı ortaya koymaktadır.
Kütle spektrometrik analizimiz, GA eksikliği olan Ga1 ortamında RGA'da hem Pep1 hem de Pep2'nin yüksek oranda fosforile olduğunu ortaya koymuştur. Bu çalışmaya ek olarak, fosfoproteomik çalışmalar da RGA'da Pep1 fosforilasyonunu ortaya koymuştur, ancak rolü henüz incelenmemiştir53,54,55. Buna karşılık, Pep2 fosforilasyonu daha önce tanımlanmamıştır, çünkü bu peptit yalnızca RGAGKG transgeni kullanılarak tespit edilebilmiştir. Pep1 fosforilasyonunu ortadan kaldıran m1A mutasyonu, bitkide RGA aktivitesini yalnızca hafifçe azaltmış olsa da, m2A ile birleştirildiğinde RGA aktivitesini azaltmada ek bir etkiye sahipti (Ek Şekil 6). Önemli olarak, GA ile güçlendirilmiş sly1 mutantında Pep1 fosforilasyonu ga1'e kıyasla önemli ölçüde azalmıştır, bu da GA'nın RGA defosforilasyonunu teşvik ederek aktivitesini azalttığını düşündürmektedir. GA'nın RGA fosforilasyonunu baskılama mekanizması daha fazla araştırma gerektirmektedir. Olasılıklardan biri, bunun tanımlanmamış bir protein kinazın düzenlenmesi yoluyla sağlanmasıdır. Çalışmalar, CK1 protein kinazı EL1'in ekspresyonunun pirinçte GA tarafından aşağı regüle edildiğini gösterse de41, sonuçlarımız Arabidopsis EL1 homologunun (AEL1-4) daha yüksek dereceli mutasyonlarının RGA fosforilasyonunu azaltmadığını göstermektedir. Sonuçlarımızla uyumlu olarak, Arabidopsis AEL aşırı ekspresyon hatları ve bir ael üçlü mutantı kullanan yakın tarihli bir fosfoproteomik çalışma, bu kinazların substratları olarak herhangi bir DELLA proteinini tanımlamamıştır56. Makaleyi hazırlarken, buğdayda (Triticum aestivum) GSK3/SHAGGY benzeri bir kinazı kodlayan gen olan GSK3'ün DELLA'yı (Rht-B1b) fosforile edebildiği bildirilmişti57, ancak Rht-B1b'nin GSK3 tarafından fosforilasyonu bitkide doğrulanmamıştır. GSK3 varlığında gerçekleştirilen in vitro enzimatik reaksiyonlar ve ardından kütle spektrometresi analizi, Rht-B1b'nin DELLA ve GRAS alanları arasında yer alan üç fosforilasyon bölgesini ortaya çıkardı (Ek Şekil 3). Her üç fosforilasyon bölgesindeki serin-alanin ikameleri, transgenik buğdayda Rht-B1b aktivitesinde azalmaya neden oldu; bu da Pep2 RGA'daki alanin ikamelerinin RGA aktivitesini azalttığı yönündeki bulgularımızla tutarlıdır. Bununla birlikte, in vitro protein bozunma deneyleri, fosforilasyonun Rht-B1b57'yi de stabilize edebileceğini göstermiştir. Bu, Pep2 RGA'daki alanin ikamelerinin bitkideki stabilitesini değiştirmediğini gösteren sonuçlarımızla çelişmektedir. Buğdaydaki GSK3, Arabidopsis'teki brassinosteroid duyarsız protein 2'nin (BIN2) bir ortoloğudur 57. BIN2, BR sinyallemesinin negatif bir düzenleyicisidir ve BR, BIN2'nin parçalanmasına neden olarak sinyal yolunu aktive eder 58. BR tedavisinin Arabidopsis'te RGA stabilitesini 59 veya fosforilasyon seviyelerini azaltmadığını gösterdik (Ek Şekil 2), bu da RGA'nın BIN2 tarafından fosforlanmasının olası olmadığını düşündürmektedir.
Tüm nicel veriler Excel kullanılarak istatistiksel olarak analiz edildi ve anlamlı farklılıklar Student's t-testi kullanılarak belirlendi. Örneklem büyüklüğünü önceden belirlemek için hiçbir istatistiksel yöntem kullanılmadı. Analizden hiçbir veri dışlanmadı; deney rastgeleleştirilmedi; ve araştırmacılar deney ve sonuç değerlendirmesi sırasında tahsisat konusunda bilgi sahibiydiler. Örneklem büyüklükleri şekil açıklamalarında ve ham veri dosyalarında verilmiştir.
Yayın tarihi: 15 Nisan 2025