Les protéines DELLA sont conservéesrégulateurs de croissancequi jouent un rôle central dans le développement des plantes en réponse à des signaux internes et externes. En tant que régulateurs transcriptionnels, les DELLA se lient aux facteurs de transcription (TF) et à l'histone H2A via leurs domaines GRAS et sont recrutés pour agir sur les promoteurs. Des études récentes ont montré que la stabilité des DELLA est régulée post-traductionnellement par deux mécanismes : la polyubiquitination induite par l'hormone végétale.gibbérelline, ce qui conduit à leur dégradation rapide, et la conjugaison avec un petit modificateur de type ubiquitine (SUMO), qui augmente leur accumulation. De plus, l'activité DELLA est régulée dynamiquement par deux mécanismes de glycosylation distincts : l'O-fucosylation améliore l'interaction DELLA-TF, tandis que la modification de la N-acétylglucosamine liée à l'O (O-GlcNAc) inhibe l'interaction DELLA-TF. Cependant, le rôle de la phosphorylation de DELLA n'est pas clair car des études antérieures ont montré des résultats contradictoires, certaines suggérant que la phosphorylation favorise ou réprime la dégradation de DELLA et d'autres suggérant que la phosphorylation n'affecte pas leur stabilité. Ici, nous identifions des sites de phosphorylation dans le répresseur GA1-3 (RGA), AtDELLA, purifié à partir d'Arabidopsis thaliana par spectrométrie de masse et montrons que la phosphorylation de deux peptides RGA dans les régions PolyS et PolyS/T améliore l'activité RGA en favorisant la liaison H2A et l'association RGA avec les promoteurs cibles. Notamment, la phosphorylation n'a pas affecté les interactions RGA-TF ni la stabilité de RGA. Notre étude révèle un mécanisme moléculaire par lequel la phosphorylation induit l'activité DELLA.
Notre analyse par spectrométrie de masse a révélé que Pep1 et Pep2 étaient fortement phosphorylées dans RGA dans le contexte Ga1 déficient en GA. En plus de cette étude, des études phosphoprotéomiques ont également révélé une phosphorylation de Pep1 dans RGA, bien que son rôle n'ait pas encore été étudié53,54,55. En revanche, la phosphorylation de Pep2 n'a pas été décrite auparavant car ce peptide ne pouvait être détecté qu'à l'aide du transgène RGAGKG. Bien que la mutation m1A, qui abolit la phosphorylation de Pep1, n'ait que légèrement réduit l'activité de RGA in planta, elle a eu un effet additif lorsqu'elle était combinée à m2A dans la réduction de l'activité de RGA (Figure supplémentaire 6). Il est important de noter que la phosphorylation de Pep1 était significativement réduite dans le mutant sly1 amélioré par GA par rapport à ga1, suggérant que GA favorise la déphosphorylation de RGA, réduisant ainsi son activité. Le mécanisme par lequel GA supprime la phosphorylation de RGA nécessite des recherches plus approfondies. Français Une possibilité est que cela soit réalisé par la régulation d'une protéine kinase non identifiée. Bien que des études aient montré que l'expression de la protéine kinase CK1 EL1 est régulée à la baisse par GA dans le riz41, nos résultats indiquent que les mutations d'ordre supérieur de l'homologue d'Arabidopsis EL1 (AEL1-4) ne réduisent pas la phosphorylation de RGA. En accord avec nos résultats, une étude phosphoprotéomique récente utilisant des lignées surexprimant AEL d'Arabidopsis et un triple mutant ael n'a identifié aucune protéine DELLA comme substrat de ces kinases56. Lorsque nous avons préparé le manuscrit, il a été rapporté que GSK3, le gène codant pour une kinase de type GSK3/SHAGGY chez le blé (Triticum aestivum), peut phosphoryler DELLA (Rht-B1b)57, bien que la phosphorylation de Rht-B1b par GSK3 n'ait pas été confirmée in planta. Des réactions enzymatiques in vitro en présence de GSK3, suivies d'une analyse par spectrométrie de masse, ont révélé trois sites de phosphorylation situés entre les domaines DELLA et GRAS de Rht-B1b (Fig. 3 supplémentaire). Les substitutions de sérine en alanine sur les trois sites de phosphorylation ont entraîné une diminution de l'activité de Rht-B1b dans le blé transgénique, ce qui concorde avec nos résultats selon lesquels les substitutions d'alanine dans Pep2 RGA diminuaient l'activité de RHT-B1b. Cependant, des tests de dégradation des protéines in vitro ont également démontré que la phosphorylation peut également stabiliser RHT-B1b57. Ceci contraste avec nos résultats montrant que les substitutions d'alanine dans Pep2 RGA n'altèrent pas sa stabilité in planta. La GSK3 du blé est un orthologue de la protéine 2 insensible aux brassinostéroïdes (BIN2) chez Arabidopsis 57. La BIN2 est un régulateur négatif de la signalisation BR, et la BR active sa voie de signalisation en provoquant la dégradation de la BIN2 58. Nous avons montré que le traitement par BR ne réduit pas la stabilité de la RGA 59 ni les niveaux de phosphorylation chez Arabidopsis (Figure supplémentaire 2), ce qui suggère qu'il est peu probable que la RGA soit phosphorylée par la BIN2.
Toutes les données quantitatives ont été analysées statistiquement sous Excel, et les différences significatives ont été déterminées par le test t de Student. Aucune méthode statistique n'a été utilisée pour prédéterminer la taille de l'échantillon. Aucune donnée n'a été exclue de l'analyse ; l'expérience n'était pas randomisée ; et les chercheurs étaient informés de la répartition des sujets lors de l'expérience et de l'évaluation des résultats. La taille des échantillons est indiquée dans les légendes des figures et dans les fichiers de données brutes.
Date de publication : 15 avril 2025