La phosphorylation active le régulateur de croissance principal DELLA chez Arabidopsis en favorisant l'association de l'histone H2A avec la chromatine.

Les protéines DELLA sont des protéines maîtresses conservéesrégulateurs de croissanceLes protéines DELLA jouent un rôle central dans le contrôle du développement des plantes en réponse aux signaux internes et environnementaux. Elles agissent comme régulateurs de la transcription et sont recrutées sur les promoteurs cibles par liaison aux facteurs de transcription (FT) et à l'histone H2A via leur domaine GRAS. Des études récentes ont montré que la stabilité de DELLA est régulée post-traductionnellement par deux mécanismes : la polyubiquitination induite par la gibbérelline, une phytohormone, qui entraîne sa dégradation rapide, et la conjugaison de SUMO (Small Ubiquitin-like Modifiers) qui augmente son accumulation. De plus, l'activité de DELLA est régulée de façon dynamique par deux glycosylations différentes : l'interaction DELLA-FT est renforcée par la O-fucosylation mais inhibée par la O-GlcNAc. Cependant, le rôle de la phosphorylation de DELLA reste incertain, car les études précédentes ont abouti à des résultats contradictoires : certaines montrent que la phosphorylation favorise ou réduit la dégradation de DELLA, tandis que d'autres indiquent qu'elle n'affecte pas sa stabilité. Nous identifions ici des sites de phosphorylation dans le répresseur.ga1-3L'analyse par spectrométrie de masse de la protéine RGA (AtDELLA) purifiée à partir d'Arabidopsis thaliana a révélé que la phosphorylation de deux peptides RGA au niveau des régions PolyS et PolyS/T favorise la liaison à H2A et renforce l'activité de RGA. L'association de RGA avec ses promoteurs cibles a également été étudiée. Il est à noter que la phosphorylation n'affecte ni les interactions RGA-TF ni la stabilité de RGA. Notre étude met en lumière le mécanisme moléculaire par lequel la phosphorylation induit l'activité de DELLA.
Pour élucider le rôle de la phosphorylation dans la régulation de la fonction DELLA, il est essentiel d'identifier les sites de phosphorylation de DELLA in vivo et de réaliser des analyses fonctionnelles chez les plantes. Par purification par affinité d'extraits végétaux suivie d'une analyse MS/MS, nous avons identifié plusieurs sites de phosphorylation dans RGA. En cas de déficit en GA, la phosphorylation de RHA augmente, sans toutefois affecter sa stabilité. De manière significative, les analyses de co-immunoprécipitation (co-IP) et de ChIP-qPCR ont révélé que la phosphorylation de la région PolyS/T de RGA favorise son interaction avec H2A et son association avec les promoteurs cibles, dévoilant ainsi le mécanisme par lequel la phosphorylation induit la fonction de RGA.
RGA est recruté sur la chromatine cible par l'interaction de son sous-domaine LHR1 avec TF, puis se lie à H2A via sa région PolyS/T et son sous-domaine PFYRE, formant le complexe H2A-RGA-TF qui stabilise RGA. La phosphorylation de Pep 2 dans la région PolyS/T située entre les domaines DELLA et GRAS par une kinase non identifiée renforce la liaison RGA-H2A. La protéine mutante rgam2A abolit la phosphorylation de RGA et adopte une conformation protéique différente, interférant ainsi avec la liaison à H2A. Ceci entraîne la déstabilisation des interactions transitoires TF-rgam2A et la dissociation de rgam2A de la chromatine cible. Cette figure illustre uniquement la répression transcriptionnelle médiée par RGA. Un schéma similaire pourrait être décrit pour l'activation transcriptionnelle médiée par RGA, à ceci près que le complexe H2A-RGA-TF favoriserait la transcription du gène cible et que la déphosphorylation de rgam2A la diminuerait. Figure modifiée d'après Huang et al.²¹.
Toutes les données quantitatives ont été analysées statistiquement à l'aide d'Excel, et les différences significatives ont été déterminées par le test t de Student. Aucune méthode statistique n'a été utilisée pour déterminer la taille de l'échantillon au préalable. Aucune donnée n'a été exclue de l'analyse ; l'expérience n'était pas randomisée ; les chercheurs n'étaient pas aveugles à la distribution des données pendant l'expérience et l'évaluation des résultats. La taille de l'échantillon est indiquée dans la légende de la figure et dans le fichier de données source.
Pour plus d'informations sur la méthodologie de l'étude, veuillez consulter le résumé du rapport sur le portefeuille naturel associé à cet article.
Les données de protéomique par spectrométrie de masse ont été mises à disposition du consortium ProteomeXchange via le dépôt partenaire PRIDE66 sous l'identifiant PXD046004. Toutes les autres données obtenues au cours de cette étude sont présentées dans les informations supplémentaires, les fichiers de données supplémentaires et les fichiers de données brutes. Les données sources sont fournies pour cet article.