DELLAタンパク質は保存されたマスタータンパク質である成長調節剤植物の発達を内部および環境の刺激に応じて制御する上で中心的な役割を果たすDELLAタンパク質。DELLAは転写調節因子として働き、GRASドメインを介して転写因子（TF）およびヒストンH2Aに結合することで標的プロモーターにリクルートされる。最近の研究では、DELLAの安定性は2つのメカニズムによって翻訳後調節されることが示されている。1つは植物ホルモンであるジベレリンによって誘導されるポリユビキチン化で、これによりDELLAは急速に分解される。もう1つは、小さなユビキチン様修飾因子（SUMO）の結合によってDELLAの蓄積が増加する。さらに、DELLAの活性は2つの異なるグリコシル化によって動的に調節される。DELLAとTFの相互作用はO-フコシル化によって強化されるが、O結合N-アセチルグルコサミン（O-GlcNAc）修飾によって阻害される。しかし、DELLAリン酸化の役割は依然として不明確であり、これまでの研究では、リン酸化がDELLAの分解を促進または抑制するという結果から、リン酸化がその安定性に影響を与えないという結果まで、相反する結果が示されている。本研究では、REPRESSORにおけるリン酸化部位を同定する。が1-3（RGA、AtDELLA）は、質量分析法によってシロイヌナズナから精製され、2つのRGAペプチドのPolySおよびPolyS/T領域のリン酸化がH2A結合を促進し、RGA活性を高めることが示されています。RGAと標的プロモーターとの関連。注目すべきは、リン酸化はRGA-TF相互作用やRGAの安定性に影響を与えないことです。私たちの研究は、リン酸化がDELLA活性を誘導する分子メカニズムを明らかにします。
DELLAタンパク質の機能調節におけるリン酸化の役割を解明するためには、植物体内でDELLAタンパク質のリン酸化部位を特定し、機能解析を行うことが不可欠です。植物抽出物をアフィニティー精製し、MS/MS分析を行った結果、RGAタンパク質に複数のリン酸化部位が存在することが分かりました。GA欠乏条件下ではRHAタンパク質のリン酸化が増加しますが、その安定性には影響しません。重要なことに、共免疫沈降（co-IP）およびChIP-qPCRアッセイにより、RGAタンパク質のPolyS/T領域のリン酸化がH2Aタンパク質との相互作用および標的プロモーターとの結合を促進することが明らかになり、リン酸化がRGAタンパク質の機能を誘導するメカニズムが解明されました。
RGAは、LHR1サブドメインとTFの相互作用を介して標的クロマチンにリクルートされ、その後、PolyS/T領域とPFYREサブドメインを介してH2Aに結合し、H2A-RGA-TF複合体を形成してRGAを安定化させる。DELLAドメインとGRASドメインの間のPolyS/T領域にあるPep 2が未同定のキナーゼによってリン酸化されると、RGA-H2A結合が強化される。rgam2A変異タンパク質はRGAのリン酸化を阻害し、異なるタンパク質構造をとることでH2A結合を妨げる。これにより、一時的なTF-rgam2A相互作用が不安定化し、rgam2Aが標的クロマチンから解離する。この図は、RGAを介した転写抑制のみを示している。 RGAを介した転写活性化についても同様のパターンが説明できるが、H2A-RGA-TF複合体は標的遺伝子の転写を促進し、rgam2Aの脱リン酸化は転写を減少させる。図はHuangら21から改変。
すべての定量的データはExcelを用いて統計的に分析され、有意差はスチューデントのt検定を用いて判定された。サンプルサイズを事前に決定するための統計的手法は用いられなかった。分析から除外されたデータはなく、実験は無作為化されておらず、研究者は実験中および結果の評価においてデータの分布について盲検化されていなかった。サンプルサイズは図の説明文およびソースデータファイルに示されている。
研究デザインの詳細については、この記事に関連付けられているナチュラルポートフォリオレポートの要約を参照してください。
質量分析プロテオミクスデータは、データセット識別子PXD046004を持つPRIDE66パートナーリポジトリを通じてProteomeXchangeコンソーシアムに提供されています。本研究で得られたその他のデータはすべて、補足情報、補足データファイル、および生データファイルに記載されています。ソースデータは本記事に提供されています。
投稿日時：2024年11月8日
