DELLA轉錄調節(jié)因子是控制植物對環(huán)境的生長反應的重要組成部分,這種控制被認為是由赤霉素(GAs)信號通路介導的,其中赤霉素水平變化會促進了DELLAs蛋白的降解。2020年5月30日,PNAS雜志在線發(fā)表了來自西班牙巴侖西亞理工大學David Alabadí課題組題為“COP1 destabilizes DELLA proteins in Arabidopsis”的研究論文。
該研究表明COP1/SPA1復合物和DELLA之間有直接物理相互作用,并提出了不同于經典GA信號通路調控DELLA穩(wěn)定性調節(jié)的機制。因此,COP1而不是赤霉素水平的變化介導了DELLA的快速降解以響應環(huán)境信號。
DELLAs蛋白是赤霉素(GA)信號傳導途徑中的負調控元件,一旦被GA激活的GIBBERELLIN INSENSITIVE1(GID1)受體識別出它們的N末端結構域,其穩(wěn)定性就會嚴重降低,該受體募集SCF SLY1/GID2復合物會促進它們被蛋白酶體泛素化依賴性降解(如下圖)。
該研究首先表明擬南芥生長在28℃或陰影中會降低GA不敏感的DELLA蛋白的豐度,表明存在DELLA降解的非經典途徑。之后該研究發(fā)現(xiàn)cop1-4突變體幼苗中的RGA(REPRESSOR OF ga1-3(RGA))水平升高,并且在陰影或暖溫度條件下增加了COP1的豐度,而RGA水平減少,說明COP1影響RGA水平以響應陰影和溫暖條件。
該研究進一步表明,快速升溫引起的RGA降解需要COP1,并且要先于GA的變化。此外,該研究還表明GA的變化對RGA豐度的快速變化沒有直接的主要貢獻,因為當GA水平升高時,COP1已經引起RGA的衰減。進一步該研究還表明,表明COP1-SPA1復合物與DELLA蛋白相互作用,并能促進GA不敏感的DELLA蛋白的降解。
綜述所述,該研究表明DELLAs不僅會因經典的GA依賴性途徑而受到降解,而且還會受到COP1蛋白的調控降解,并且這種調控與對陰影和溫暖溫度的生長響應有關。