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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碱化呈现组学、LC-MS/MS磷碱化位点分折技术服务。
用英文怎么说主题词：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
繁体中文题头：VIK介导的生长素信号调节拟南芥侧根发育
企业客户机构：山东大学
探讨材料：拟南芥侧根
拜谱供应技能：磷硝化作用呈现组学、LC-MS/MS磷硝化作用位点概述
科研总体目标：
PART 01 实验结局
01、植物生长素推动VIK的磷酸性反应简述转录
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小时后进行磷酸性反应淀粉酶质酚类化合物析，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 发展素有利于VIK的磷过酸以及其转录
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实验报告。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）。
通过发酵粉双有性杂交介绍（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶专一性成相调查（LCI）证实了VIK与TMK1之间存在直接相互作用，并且身体磷酸性反应实验表明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）。随时酶联免疫法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 介导的叶绿素信息积极参与政策调控 LR 胸部发育
可以通过探讨一个VIK T-DNA读取变动性体（vik-2和vik-3），发现了与野生植物型不同之处，变动性体的LR体积单位、LR原基（LRP）和已阴茎胸部胸部发肓的LR相关性减小，尤为是vik-2（图2）。相反的词语，过把你想表示出来VIK的转表观遗传食品遗传茎叶表現出LR体积单位加入。因此，在vik-2变动性体背景图案下把你想表示出来VIK的转表观遗传食品遗传茎叶恢复正常了LR阴茎胸部胸部发肓瑕疵。滋生的素除理测试揭示，vik-2变动性体对滋生的素诱导性的LR阴茎胸部胸部发肓症状弱化，揭示VIK在滋生的素房产调控LR阴茎胸部胸部发肓中充分发挥重要的效用。 
图2 VIK介导的滋生素信号灯环路正向着调节LR的健康发育
03、VIK 与ERF13 展开物理化学交流互动行为
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、双碳原子荧光互补式 （BiFC）和免疫系统共沉淀自己实验室（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上下级能力
04、VIK以正反面馈的方式房产调控ERF13磷酸性反应
通过磷酸性反应球蛋白组学介绍，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）。点突然变化表明显著降低了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碱化ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷过酸促进会ERF13化学降解
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）。通过休外检测和体里检测，发现VIK能够促进ERF13的降解。进一步通过磷酸仿真模拟和磷酸解离变异体的实验，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。最后亚上皮细胞品牌定位了解表明，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 介导的磷碱化会加快了ERF13吸附
06、VIK 介导的 ERF13 磷酸性反应调结 LR 的冒出
钻研加强组织领导一个脚印浅析了VIK国家宏观调控的ERF13光光降解在侧根（LR）胸部发育中的效应。根据相对较有所差异转遗传基因观赏值物系的LR表型，遇到过反映ERF13可以控制了LR的显现，在vik甲基化体中这个可以控制效应提升，而在过反映YFP-VIK的游戏背景下这个可以控制效应下降（图6）。虽然，相对较ERF13的有所差异磷酸性反应仿真模拟仿真和磷酸灭活变种体的过反映观赏值物系，遇到ERF132A-Myc（磷酸灭活）的观赏值物系LR显现较少，而ERF132D-Myc（磷酸性反应仿真模拟仿真）的观赏值物系LR显现略多。这样报告单反映，VIK介导的ERF13磷酸性反应和光光降解带动了LR的显现。 
图6 VIK介导的ERF13磷硝化作用带动LR的显示
07、VIK在侧根发育期中磷过酸并可靠LBD18淀粉酶
进行研究的两个VIK T-DNA插进表观遗传变异体（vik-2和vik-3），发现与原生态型相比之下，表观遗传变异体的侧根（LR）强度计算公式、LR原基（LRP）和已萌发的LR可观以减少，针对是vik-2（图7）。相对，过展现VIK的转表观遗传根系突出表现出LR强度计算公式延长。然而，在vik-2表观遗传变异体历史背景下展现VIK的转表观遗传根系复原了LR萌发弊病。萌发素处里测试认为，vik-2表观遗传变异体对萌发素诱导型的LR萌发反馈减小，认为VIK在萌发素国家宏观调控LR萌发中挥发最为关键的效应。 
图7 VIK 在LR养成操作过程中单独磷硝化作用和安稳LBD18核蛋白
PART 02 小文章个人总结
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。这项研究通过磷酸性反应血清质组学定性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介导的种植素预警控制侧根导致
PART 03 拜谱总结ppt
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，可提供完善成熟的血清酶质组学、表达血清酶质组学、代谢率组学、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—超低角度DIA·磷碱化体现组，采用创新聚集科技+Astral DIA，超高深度赋能低丰度磷酸化蛋白/位点发掘，单针最高可实现动物界样板10w+、动植物样板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！
参考使用文章：
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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