חלבוני DELLA נשמריםרגולטורי צמיחההממלאים תפקיד מרכזי בהתפתחות הצמח בתגובה לאותות פנימיים וחיצוניים. כמווסת תעתיק, DELLAs נקשרים לגורמי שעתוק (TFs) ולהיסטון H2A דרך תחומי ה-GRAS שלהם ומגוייסים לפעול על מקדמים. מחקרים אחרונים הראו שיציבות DELLA מווסתת לאחר תרגום על ידי שני מנגנונים: פוליוביקוויטינציה המושרה על ידי ההורמון הצמחיג'יברלין, מה שמוביל לפירוק המהיר שלהם, וצימוד עם מתקן דמוי יוביקוויטין קטן (SUMO), מה שמגביר את הצטברותם. יתרה מכך, פעילות DELLA מווסתת באופן דינמי על ידי שני מנגנוני גליקוזילציה ברורים: O-fucosylation משפר את האינטראקציה של DELLA-TF, ואילו שינוי O-linked N-acetylglucosamine (O-GlcNAc) מעכב את האינטראקציה של DELLA-TF. עם זאת, התפקיד של זרחון DELLA אינו ברור שכן מחקרים קודמים הראו תוצאות סותרות, כאשר חלקם מראים שזרחון מקדם או מדכא את פירוק DELLA ואחרים מראים שזרחון אינו משפיע על יציבותם. כאן, אנו מזהים אתרי זרחון במדכא GA1-3 (RGA), AtDELLA, שטוהר מ- Arabidopsis thaliana על ידי ספקטרומטריית המונים ומראים שזרחון של שני פפטידים RGA באזורי PolyS ו- PolyS/T משפר את פעילות RGA על ידי קידום קישור H2A וקשר RGA עם מקדמי מטרה. יש לציין, זרחון לא השפיע על אינטראקציות RGA-TF או יציבות RGA. המחקר שלנו חושף מנגנון מולקולרי שבאמצעותו זרחן גורם לפעילות DELLA.
ניתוח המסה הספקטרומטרי שלנו גילה שגם Pep1 וגם Pep2 היו בזרחן גבוה ב-RGA ברקע של Ga1 חסר GA. בנוסף למחקר זה, מחקרים פוספופרוטאומיים חשפו גם זרחון Pep1 ב-RGA, אם כי תפקידו טרם נחקר53,54,55. לעומת זאת, זרחון Pep2 לא תואר בעבר מכיוון שניתן היה לזהות פפטיד זה רק באמצעות הטרנסגן RGAGKG. למרות שמוטציית m1A, שביטלה את הזרחון של Pep1, הפחיתה רק מעט את פעילות ה-RGA ב-planta, הייתה לה אפקט תוסף בשילוב עם m2A בהפחתת פעילות RGA (איור משלים 6). חשוב לציין, זרחון Pep1 הצטמצם באופן משמעותי במוטנט sly1 המשופר ב-GA בהשוואה ל-ga1, מה שמצביע על כך ש-GA מקדם דה-פוספורילציה של RGA, ומפחית את פעילותו. המנגנון שבאמצעותו GA מדכא זרחון RGA דורש חקירה נוספת. אפשרות אחת היא שזה מושג באמצעות ויסות של חלבון קינאז לא מזוהה. למרות שמחקרים הראו שביטוי של חלבון CK1 קינאז EL1 מווסת על ידי GA ב-rice41, התוצאות שלנו מצביעות על כך שמוטציות מסדר גבוה יותר של ההומלוג Arabidopsis EL1 (AEL1-4) אינן מפחיתות זרחון RGA. בהסכמה לתוצאות שלנו, מחקר פוספופרוטאומי שנעשה לאחרונה באמצעות קווים המבטאים יתר על המידה Arabidopsis AEL ומוטנט משולש של ael לא זיהה אף חלבוני DELLA כמצעים של קינאזות אלה56. כאשר הכנו את כתב היד, דווח כי GSK3, הגן המקודד קינאז דמוי GSK3/SHAGGY בחיטה (Triticum aestivum), יכול לזרחן את DELLA (Rht-B1b)57, למרות שזרחון של Rht-B1b על ידי GSK3 לא אושר בצמח. תגובות אנזימטיות חוץ גופיות בנוכחות GSK3 ואחריה ניתוח ספקטרומטריית מסה חשפו שלושה אתרי זרחון הממוקמים בין התחומים DELLA ו-GRAS של Rht-B1b (איור משלים. 3). החלפות סרין לאלנין בכל שלושת אתרי הזרחון הביאו לירידה בפעילות Rht-B1b בחיטה מהונדסת, בהתאם לממצאים שלנו שתחליפים של אלנין ב-Pep2 RGA הפחיתו את פעילות RGA. עם זאת, מבחני פירוק חלבון במבחנה הוכיחו עוד כי זרחון יכול גם לייצב את Rht-B1b57. זאת בניגוד לתוצאות שלנו המראות שתחליפי אלנין ב-Pep2 RGA אינם משנים את היציבות שלו ב-planta. GSK3 בחיטה הוא אורתולוג של חלבון 2 (BIN2) שאינו רגיש לבראסינוסטרואידים ב-Arbidopsis 57. BIN2 הוא מווסת שלילי של איתות BR, ו-BR מפעיל את מסלול האיתות שלו על ידי גרימת פירוק BIN2 58. הראינו שטיפול ב-BR אינו מפחית יציבות RGA 59 או רמת phosphorylpsis ב-RGA. מה שמצביע על כך שסביר להניח ש-RGA לא יזרחן על ידי BIN2.
כל הנתונים הכמותיים נותחו סטטיסטית באמצעות אקסל, והבדלים משמעותיים נקבעו באמצעות מבחן t של Student. לא נעשה שימוש בשיטות סטטיסטיות כדי לקבוע מראש את גודל המדגם. לא נכללו נתונים מהניתוח; הניסוי לא היה אקראי; והחוקרים היו מודעים להקצאה במהלך הניסוי והערכת התוצאות. גדלים לדוגמה מסופקים באגדות הדמויות ובקבצי הנתונים הגולמיים.
זמן פרסום: 15 באפריל 2025