Les protéines DELLA sont conservées.régulateurs de croissancequi jouent un rôle central dans le développement des plantes en réponse à des signaux internes et externes. En tant que régulateurs de la transcription, les protéines DELLA se lient aux facteurs de transcription (FT) et à l'histone H2A via leurs domaines GRAS et sont recrutées pour agir sur les promoteurs. Des études récentes ont montré que la stabilité des protéines DELLA est régulée post-traductionnellement par deux mécanismes : la polyubiquitination induite par l'hormone végétalegibbérellineCe processus entraîne leur dégradation rapide et leur conjugaison avec la protéine SUMO (Small Ubiquitin-like Modifier), ce qui accroît leur accumulation. De plus, l'activité des protéines DELLA est régulée de façon dynamique par deux mécanismes de glycosylation distincts : la O-fucosylation renforce l'interaction DELLA-TF, tandis que la modification par la N-acétylglucosamine liée à l'oxygène (O-GlcNAc) l'inhibe. Cependant, le rôle de la phosphorylation des protéines DELLA reste incertain, les études précédentes ayant abouti à des résultats contradictoires. Certaines suggèrent que la phosphorylation favorise ou réprime la dégradation des protéines DELLA, tandis que d'autres indiquent qu'elle n'affecte pas leur stabilité. Dans cette étude, nous avons identifié par spectrométrie de masse les sites de phosphorylation du répresseur GA1-3 (RGA), AtDELLA, purifié à partir d'Arabidopsis thaliana. Nous avons démontré que la phosphorylation de deux peptides RGA dans les régions PolyS et PolyS/T renforce l'activité de RGA en favorisant la liaison de H2A et l'association de RGA avec les promoteurs cibles. Il est à noter que 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 de DELLA.
Notre analyse par spectrométrie de masse a révélé que Pep1 et Pep2 étaient fortement phosphorylés dans RGA chez le mutant Ga1 déficient en GA. Outre cette étude, des analyses phosphoprotéomiques ont également mis en évidence la phosphorylation de Pep1 dans RGA, bien que son rôle reste à déterminer53,54,55. En revanche, la phosphorylation de Pep2 n'avait pas été décrite auparavant, ce peptide n'ayant pu être détecté qu'à l'aide du transgène RGAGKG. Bien que la mutation m1A, qui abolit la phosphorylation de Pep1, ne réduise que légèrement l'activité de RGA in planta, son effet est additif lorsqu'elle est combinée à la mutation m2A (Figure supplémentaire 6). De manière significative, la phosphorylation de Pep1 est fortement réduite chez le mutant sly1, dont l'activité en GA est augmentée, par rapport à ga1, ce qui suggère que GA favorise la déphosphorylation de RGA et réduit ainsi son activité. Le mécanisme par lequel GA supprime la phosphorylation de RGA nécessite des investigations supplémentaires. Une hypothèse est que ce mécanisme passe 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 négativement par les gibbérellines (GA) chez le riz41, nos résultats indiquent que les mutations d'ordre supérieur de l'homologue d'EL1 chez Arabidopsis (AEL1-4) ne réduisent pas la phosphorylation de RGA. En accord avec nos résultats, une étude phosphoprotéomique récente, utilisant des lignées d'Arabidopsis surexprimant AEL et un triple mutant ael, n'a identifié aucune protéine DELLA comme substrat de ces kinases56. Lors de la préparation du 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 (Figure supplémentaire 3). La substitution de la sérine par l'alanine sur ces trois sites a entraîné une diminution de l'activité de Rht-B1b chez le blé transgénique, ce qui concorde avec nos observations selon lesquelles la substitution de l'alanine dans Pep2 RGA diminue l'activité de RGA. Cependant, des tests de dégradation protéique in vitro ont par ailleurs démontré que la phosphorylation peut également stabiliser Rht-B1b57. Ceci contraste avec nos résultats montrant que la substitution de l'alanine dans Pep2 RGA n'altère pas sa stabilité in planta. Chez le blé, GSK3 est un orthologue de la protéine 2 insensible aux brassinostéroïdes (BIN2) chez Arabidopsis 57. BIN2 est un régulateur négatif de la signalisation BR, et BR active sa voie de signalisation en provoquant la dégradation de BIN2 58. Nous avons montré que le traitement aux BR ne réduit pas la stabilité de RGA 59 ni les niveaux de phosphorylation chez Arabidopsis (Figure supplémentaire 2), suggérant que RGA est peu susceptible d'être phosphorylé par BIN2.
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 prédéterminer la taille de l'échantillon. Aucune donnée n'a été exclue de l'analyse ; l'expérience n'était pas randomisée ; et les chercheurs connaissaient la répartition des groupes pendant l'expérience et 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