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2024年7月山东大学丁兆军教授团队在Advanced Science（IF=14.3）杂志上发表题为“VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis”文章。研究采用磷酸化修饰组学、LC-MS/MS质谱分析、CO-IP、酵母双杂和荧光素酶互补成像等技术，发现VIK介导的生长素信号转导分别通过增强LBD18的蛋白质稳定性和诱导ERF13的降解来调节侧根发育。拜谱生物为该研究提供了磷硝化作用表达组学、LC-MS/MS磷硝化作用位点介绍技术服务。
英语网站标题：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
简体中文名称：VIK介导的生长素信号调节拟南芥侧根发育
的客户的单位：山东大学
设计材质：拟南芥侧根
拜谱能提供技術：磷过酸遮盖组学、LC-MS/MS磷过酸位点探讨
学习思绪：
PART 01 探讨最终结果
01、种植素提高网站VIK的磷碱化以及转录
为了鉴定生长素触发的潜在磷酸化调控因子，作者对10日龄拟南芥幼苗根用10 µM 萘乙酸（NAA）处理15分钟和8小时后进行磷碱化球胆固醇多组分析，结果发现VIK可能通过磷酸化修饰在介导生长素信号传递中发挥关键作用（图1A）。
图1 繁殖素增强VIK的磷过酸试述转录
为了验证上述结果，作者在大肠杆菌中表达了带有6个组氨酸标签的重组VIK蛋白（His-VIK），并在细胞自由蛋白系统中进行了磷酸性反应进行实验。发现His-VIK随着时间的推移磷酸化水平略有增加。在野生型拟南芥幼苗的根组织裂解液中，NAA处理15分钟和30分钟后，His-VIK的磷酸化水平显著增加，表明生长素能显著促进VIK的磷酸化（图1B）。
通过发酵粉双杂交育种剖析（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶互替影像实验所（LCI）证实了VIK与TMK1之间存在直接相互作用，并且体内磷碱化实验表明TMK1可以磷酸化VIK。通过生成ProVIK:VIK-GFP转基因系进行的蛋白降解实验显示生长素可能不影响VIK蛋白的稳定性（图1C）。即时一定量PCR分析发现，生长素处理能时间依赖性地诱导VIK转录水平的增加（图1D），且这种诱导主要通过ARF7/19依赖性方式实现，在arf7/19突变体中VIK表达的诱导明显减弱，而在lbd16/18/33突变体中VIK表达仍能被生长素显著诱导。
02、VIK 介导的叶绿素讯号关键宏观调控 LR 發育
使用分析一下三个VIK T-DNA复制甲基化率体（vik-2和vik-3），发觉与也是型相对于，甲基化率体的LR溶解度、LR原基（LRP）和已健康成长成熟状况的LR有效变少，通常是vik-2（图2）。反过来，过把你想表述出来VIK的转表观遗传主茎表述出LR溶解度不断增加。因此，在vik-2甲基化率体游戏背景下把你想表述出来VIK的转表观遗传主茎治愈了LR健康成长成熟状况障碍。产生的素办理科学实验认为，vik-2甲基化率体对产生的素帮助的LR健康成长成熟状况的反应削弱，认为VIK在产生的素宏观调控LR健康成长成熟状况中挥发关键因素的功效。 
图2 VIK介导的生长期素卫星信号信号通路顺向监测LR的生长
03、VIK 与ERF13 参与高中物理等交互
研究发现VIK在生长素诱导的侧根（LR）发育中扮演关键角色，因此推测ERF13可能是VIK的潜在底物。通过Y2H、LCI、双氧分子荧光互补式 （BiFC）和免疫性共沉淀自己实验操作（CO-IP），证实了VIK与ERF13之间存在直接的相互作用（图3）。这些结果表明VIK与ERF13在物理上相互作用，支持了ERF13可能是VIK作用底物的假设。
图3 VIK与ERF13互不效应
04、VIK以正反面馈的方试干预ERF13磷硝化作用
通过磷过酸核蛋白组学阐述，发现NAA处理可快速诱导ERF13磷酸化。体外实验表明，VIK具有自磷酸化活性，并可直接磷酸化ERF13的Ser168和Ser172位点（图4）。点突变的知道显著降低了ERF13的磷酸化水平。此外，ERF13可增强VIK的自磷酸化，尤其是ERF13的磷酸模拟突变体。进一步实验表明，VIK可通过形成同源二聚体进行自磷酸化，但ERF13突变体不影响VIK二聚体的形成。总体而言，VIK通过反馈机制调控ERF13的磷酸化。
图4 VIK以正反两面馈原则磷酸性反应ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷过酸使得ERF13挥发
研究发现，VIK介导的磷酸化作用影响ERF13蛋白的稳定性，进而调控侧根发育。实验显示，ERF13蛋白在早期侧根原基中表达，随后在发育过程中消失，而VIK蛋白在所有侧根中持续表达（图5）。通过离体进行实验英文和身体内部进行实验英文，发现VIK能够促进ERF13的降解。进一步通过磷酸模拟训练和磷酸降解变化体的实验，证实了ERF13在Ser168和Ser172位点的磷酸化促进了其降解。此外，VIK与MPK14可能协同作用促进ERF13降解，但两者之间没有直接的相互作用。最后亚人体细胞位置定位剖析表明，ERF132D和ERF132A均位于细胞核，且与WT无明显差异。qRT-PCR结果显示，vik-2突变体中ERF13 mRNA水平未显著变化，但其下游基因KCS8和KCS16显著降低，进一步证明VIK在蛋白水平上调控ERF13。总之，VIK介导的磷酸化通过负调控ERF13的稳定性，加速生长素诱导的ERF13降解。
图5 VIK 介导的磷硝化作用下载加速了ERF13降解塑料
06、VIK 介导的 ERF13 磷碱化调理 LR 的显示
深入分析进步骤研究方案了VIK调节做用的ERF13挥发在侧根（LR）健康发育中的做用。顺利通过更其他于转基因草木遗传草木系的LR表型，反映过呈现ERF13限制了LR的冒出，在vik变动体中这限制做用资料，而在过呈现YFP-VIK的视频背景下这限制做用减小（图6）。除此以外，更ERF13的其他于磷碱化模仿和磷酸灭活突变体的过呈现草木系，反映ERF132A-Myc（磷酸灭活）的草木系LR冒出更短，而ERF132D-Myc（磷碱化模仿）的草木系LR冒出略多。这部分最后反映，VIK介导的ERF13磷碱化和挥发有利于了LR的冒出。 
图6 VIK介导的ERF13磷硝化作用带动LR的有
07、VIK在侧根发展中磷酸性反应并保持稳定LBD18蛋白质
使用分折这两个VIK T-DNA读取转变体（vik-2和vik-3），反映与野外型较之，转变体的侧根（LR）高密度计算、LR原基（LRP）和已衍生衍生的LR为显著减低，特别的是vik-2（图7）。相反的词语，过传达VIK的转DNA植物成绩出LR高密度计算加入。还有，在vik-2转变体情况下传达VIK的转DNA植物找回了LR衍生衍生的缺陷。衍生素工作试验反映，vik-2转变体对衍生素诱骗的LR衍生衍生效果衰弱，反映VIK在衍生素房产调控LR衍生衍生中发挥出来重要性效果。 
图7 VIK 在LR确立期间中真接磷硝化作用和稳定可靠LBD18蛋清
PART 02 优秀文章工作小结
生长素作为最重要的植物激素之一，在调控植物生长和发育过程中起着关键作用。这项研究通过磷硝化作用蛋清质组学定量分析筛选到快速响应生长素的蛋白激酶VIK，并证实VIK通过调控LBD18和ERF13来调控侧根的形成。一方面，生长素以ARF7/19依赖的方式诱导VIK的转录；另一方面，它通过TMK1激活VIK的激酶活性，激活的VIK可以磷酸化LBD18和ERF13。磷酸化的LBD18变得更加稳定，调节侧根的启动。然而，磷酸化的ERF13经历降解，缓解了其对侧根出现的抑制，从而促进侧根的形成（图8）。VIK的发现不仅丰富了我们对生长素信号传递机制的理解，而且为农业生产中通过调控生长素信号来提高作物产量和抗逆性提供了潜在的策略。
图8 VIK介导的生长期素数字信号调理侧根成型
PART 03 拜谱工作小结
研究采用磷酸化修饰组学、LC-MS/MS质谱分析、CO-IP、酵母双杂和荧光素酶互补成像等技术，发现 VIK 介导的生长素信号转导分别通过增强 LBD18 的蛋白质稳定性和诱导 ERF13 的降解来调节 LR 发育。拜谱生物作为一家国内领先的多组学服务公司，可提供完善成熟的球营养素组学、表达球营养素组学、基础代谢组学、转录组学等多组学产品技术服务体系。拜谱特色磷酸化修饰产品—超标角度DIA·磷碱化淡化组，采用创新聚集系统+Astral DIA，超高深度赋能低丰度磷酸化蛋白/位点发掘，单针最高可实现宠物样板10w+、苔藓植物样板5w+磷酸化修饰位点检出，可广泛应用于植物、动物研究，绘制物种磷酸化修饰图谱，助力高分文章发表。此外，磷酸化修饰组学可与蛋白组学、代谢组学等多组学联合，整合多组学数据进行深入挖掘分析，全面解析机制机理等。欢迎咨询！
决定性文献资料：
Shang E, Wei K, Lv B, Zhang X, Lin X, Ding Z, Leng J, Tian H, Ding Z. VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis. Adv Sci (Weinh). 2024 Jul 3:e2402442. doi: 10.1002/advs.202402442. Epub ahead of print. PMID: 38958531.
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