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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体现组学、LC-MS/MS磷碱化位点浅析技术服务。
英文音标微信标题：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
英文版名称：VIK介导的生长素信号调节拟南芥侧根发育
企业客户工作单位：山东大学
研究探讨原材料：拟南芥侧根
拜谱具备高技术：磷酸性反应表达组学、LC-MS/MS磷酸性反应位点研究分析
的研究设想：
PART 01 探析最终结果
01、发育素推动VIK的磷硝化作用举例转录
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小时后进行磷过酸脂肪酸质成分析，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 产生素提高网站VIK的磷过酸及转录
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硝化作用工作。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）。
通过发酵粉双交配了解（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶相互依存三维成像实验设计（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）。进行一定量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 介导的叶绿素信号灯积极主动控制 LR 大
经由阐述两大VIK T-DNA嵌入转变率体（vik-2和vik-3），找到与野生植物型较之，转变率体的LR相对溶解度、LR原基（LRP）和已健康的LR强势限制，特别的是vik-2（图2）。相对，过表达爱方法VIK的转DNA植物组茎秆特征出LR相对溶解度加强。最后，在vik-2转变率体背景图案下表达爱方法VIK的转DNA植物组茎秆恢复过来了LR健康缺陷报告。衍生素处里实践得出结论，vik-2转变率体对衍生素介导的LR健康不起功能弱化，得出结论VIK在衍生素干预LR健康中充分调动重中之重功能。 
图2 VIK介导的发展素走势径路正向着干预LR的发育状况
03、VIK 与ERF13 进行生物学交互性
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、双碳原子荧光专一性 （BiFC）和免疫力共沉淀出的研究（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相互间功效
04、VIK以双面馈的方式方法政策调控ERF13磷硝化作用
通过磷过酸球蛋白组学探讨，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）。点变动会发现显著降低了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以正反面馈玩法磷过酸ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷酸性反应有利于促进ERF13光降解
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）。通过身体进行实验英文和体中进行实验英文，发现VIK能够促进ERF13的降解。进一步通过磷酸模拟网和磷酸降解变动体的实验，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。最后亚上皮细胞定位手机介绍表明，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 介导的磷过酸下载加速了ERF13光降解
06、VIK 介导的 ERF13 磷硝化作用调理 LR 的展现
实验进三步初探了VIK监测的ERF13溶解在侧根（LR）成长中的用途。顺利通过是相比有所不一转dna常绿绿植的系的LR表型，看见过形容ERF13控制了LR的展现，在vik转变体中这类控制用途加强，而在过形容YFP-VIK的原型下这类控制用途减小（图6）。不仅，是相比ERF13的有所不一磷碱化虚拟和磷酸灭活突变体的过形容常绿绿植的系，看见ERF132A-Myc（磷酸灭活）的常绿绿植的系LR展现很少，而ERF132D-Myc（磷碱化虚拟）的常绿绿植的系LR展现略多。以上数据反映，VIK介导的ERF13磷碱化和溶解提高网站了LR的展现。 
图6 VIK介导的ERF13磷酸性反应提高网站LR的造成
07、VIK在侧根健康成长中磷碱化并平衡LBD18球蛋白
经过研究二个VIK T-DNA读取甲基化体（vik-2和vik-3），出现 与野生穿山甲型想必，甲基化体的侧根（LR）密度计算单位、LR原基（LRP）和已大骨骼大的LR取得避免，十分是vik-2（图7）。相等，过表示VIK的转遗传基因植物组植物呈现出LR密度计算单位增添。还有就是，在vik-2甲基化体游戏 背景下表示VIK的转遗传基因植物组植物灰复了LR大骨骼大问题。大素操作实验室表示，vik-2甲基化体对大素引诱的LR大骨骼大化学反应变弱，表示VIK在大素政策调控LR大骨骼大中展现重要性反应。 
图7 VIK 在LR建成时候中直接的磷酸性反应和安全LBD18蛋白酶
PART 02 文章内容个人总结
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。这项研究通过磷碱化核蛋白组学进行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介导的种子发芽素手机信号自动调节侧根转变成
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，可提供完善成熟的胆固醇质组学、呈现胆固醇质组学、消化吸收组学、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—超低淬硬层DIA·磷硝化作用装饰组，采用创新生物富集技术性+Astral DIA，超高深度赋能低丰度磷酸化蛋白/位点发掘，单针最高可实现食草动物样板10w+、绿植的样板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！
选取期刊论文：
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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