DELLA prótein eru varðveittvaxtarstýringarsem gegna lykilhlutverki í þroska plantna sem svar við innri og ytri merkjum. Sem umritunarstjórnendur bindast DELLA umritunarþáttum (TF) og históni H2A í gegnum GRAS-lén sín og eru ráðnir til að virka á hvata. Nýlegar rannsóknir hafa sýnt að stöðugleiki DELLA er stjórnað eftir umritun með tveimur aðferðum: fjölúbíkvítínering örvuð af plöntuhormóninugibberellín, sem leiðir til hraðrar niðurbrots þeirra, og samtengingar við litla úbíkvítín-líka breytiefni (SUMO), sem eykur uppsöfnun þeirra. Þar að auki er virkni DELLA stjórnað af tveimur aðskildum glýkósýleringarferlum: O-fúkósýlering eykur DELLA-TF víxlverkun, en O-tengd N-asetýlglúkósamín (O-GlcNAc) breyting hamlar DELLA-TF víxlverkun. Hins vegar er hlutverk fosfórunar DELLA óljóst þar sem fyrri rannsóknir hafa sýnt misvísandi niðurstöður, þar sem sumar benda til þess að fosfórun stuðli að eða bæli niðurbrot DELLA og aðrar benda til þess að fosfórun hafi ekki áhrif á stöðugleika þeirra. Hér greinum við fosfórunarstaði í GA1-3 bæliefninu (RGA), AtDELLA, hreinsuðu úr Arabidopsis thaliana með massagreiningu og sýnum fram á að fosfórun tveggja RGA peptíða í PolyS og PolyS/T svæðunum eykur RGA virkni með því að stuðla að H2A bindingu og RGA tengslum við markhvata. Athyglisvert er að fosfórun hafði ekki áhrif á RGA-TF víxlverkun eða stöðugleika RGA. Rannsókn okkar leiðir í ljós sameindaferli þar sem fosfórun örvar DELLA virkni.
Massagreining okkar leiddi í ljós að bæði Pep1 og Pep2 voru mjög fosfóruð í RGA í GA-skorts Ga1 bakgrunni. Auk þessarar rannsóknar hafa fosfórpróteinfræðilegar rannsóknir einnig leitt í ljós Pep1 fosfórun í RGA, þó að hlutverk þess hafi ekki enn verið rannsakað53,54,55. Aftur á móti hefur Pep2 fosfórun ekki verið lýst áður þar sem þetta peptíð var aðeins hægt að greina með því að nota RGAGKG transgenið. Þó að m1A stökkbreytingin, sem afnam Pep1 fosfórun, dró aðeins lítillega úr RGA virkni í planta, hafði hún samleggjandi áhrif þegar hún var notuð ásamt m2A við að draga úr RGA virkni (Viðbótarmynd 6). Mikilvægt er að hafa í huga að Pep1 fosfórun var marktækt minnkuð í GA-styrktu sly1 stökkbreytingunni samanborið við ga1, sem bendir til þess að GA stuðli að RGA affosfórun og þar með minnki virkni þess. Nánari rannsóknir eru á því hvernig GA bælir RGA fosfórun. Einn möguleiki er að þetta sé náð með stjórnun á óþekktum próteinkínasa. Þó að rannsóknir hafi sýnt að tjáning CK1 próteinkínasa EL1 sé niðurstýrð af GA í hrísgrjónum41, benda niðurstöður okkar til þess að stökkbreytingar af hærri röð í Arabidopsis EL1 hliðstæðunni (AEL1-4) minnki ekki fosfórun RGA. Í samræmi við niðurstöður okkar, greindi nýleg fosfórpróteinrannsókn, þar sem notaðar voru Arabidopsis AEL ofurtjáningarlínur og þrefalda ael stökkbreytingu, engin DELLA prótein sem hvarfefni þessara kínasa56. Þegar við undirbjuggum handritið var greint frá því að GSK3, genið sem kóðar fyrir GSK3/SHAGGY-líkum kínasa í hveiti (Triticum aestivum), geti fosfórlað DELLA (Rht-B1b)57, þó að fosfórun Rht-B1b með GSK3 hafi ekki verið staðfest í plöntum. In vitro ensímhvörf í viðurvist GSK3, fylgt eftir með massagreiningu, leiddu í ljós þrjá fosfórunarstaði staðsetta á milli DELLA og GRAS léna Rht-B1b (Viðbótarmynd 3). Skipti úr seríni í alanín á öllum þremur fosfórunarstöðum leiddu til minnkaðrar Rht-B1b virkni í erfðabreyttu hveiti, sem samræmist niðurstöðum okkar um að alanínskipti í Pep2 RGA minnkuðu RGA virkni. Hins vegar sýndu in vitro prótein niðurbrotsprófanir enn frekar að fosfórun getur einnig stöðugað Rht-B1b57. Þetta er í andstöðu við niðurstöður okkar sem sýna að alanínskipti í Pep2 RGA breyta ekki stöðugleika þess í planta. GSK3 í hveiti er rétthyrningur af brassinosteroid-insensitive protein 2 (BIN2) í Arabidopsis 57. BIN2 er neikvæður stjórnandi BR merkjasendinga og BR virkjar merkjaleið þess með því að valda BIN2 niðurbroti 58. Við sýndum fram á að BR meðferð dregur ekki úr stöðugleika RGA 59 eða fosfórunarstigum í Arabidopsis (viðbótarmynd 2), sem bendir til þess að ólíklegt sé að RGA verði fosfórlað af BIN2.
Öll megindleg gögn voru tölfræðilega greind með Excel og marktækur munur var ákvarðaður með Student's t-prófi. Engar tölfræðilegar aðferðir voru notaðar til að ákvarða úrtaksstærð fyrirfram. Engin gögn voru útilokuð frá greiningunni; tilraunin var ekki slembiraðað; og vísindamennirnir voru meðvitaðir um úthlutunina meðan á tilrauninni stóð og við mat á niðurstöðum. Úrtaksstærðir eru gefnar upp í myndatexta og í hrágögnum.
Birtingartími: 15. apríl 2025