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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绘制组学、LC-MS/MS磷碱化位点分享技术服务。
用英文怎么说主题：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
常常一级标题：VIK介导的生长素信号调节拟南芥侧根发育
潜在客户院校：山东大学
研究探讨资料：拟南芥侧根
拜谱具备方法：磷硝化作用表达组学、LC-MS/MS磷硝化作用位点探讨
调查理念：
PART 01 钻研的结果
01、出现素推动VIK的磷碱化非常转录
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小时后进行磷过酸核苷酸质多组分析，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 发育素利于VIK的磷硝化作用以及转录
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）。
通过鲜酵母双交配浅析（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶互补性成相实验报告（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）。24小时参考值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 介导的叶绿素无线信号积极向上政策调控 LR 阴茎发育
采用深入分析的两个VIK T-DNA放遗传染色体变动的体（vik-2和vik-3），察觉与天然的型相对来说，遗传染色体变动的体的LR体积、LR原基（LRP）和已胸部发展的LR有效缩减，更是要格外重视是vik-2（图2）。反着的，过传达VIK的转遗传染色体主茎行为出LR体积上升。除外，在vik-2遗传染色体变动的体环境下传达VIK的转遗传染色体主茎可以恢复了LR胸部发展不足。的滋生期素操作实验室证明，vik-2遗传染色体变动的体对的滋生期素诱导型的LR胸部发展不起用处减退，证明VIK在的滋生期素调节用处LR胸部发展中推动关键点用处。 
图2 VIK介导的发展素无线信号径路正方向干预LR的发育期
03、VIK 与ERF13 进行工具人机交互
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、双原子荧光相辅相成 （BiFC）和免疫抗体共滤渣实验室（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互为意义
04、VIK以双面馈的手段调节ERF13磷过酸
通过磷碱化球蛋白组学解析，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）。点突然变化显示显著降低了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以正负极馈原则磷硝化作用ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷硝化作用增进ERF13吸附
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）。通过身体试验设计和身体内试验设计，发现VIK能够促进ERF13的降解。进一步通过磷酸模以和磷酸解离变化体的实验，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。最后亚神经元精准定位具体分析表明，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 介导的磷碱化降速了ERF13溶解
06、VIK 介导的 ERF13 磷碱化转换 LR 的造成
研究方案进三步研究方案了VIK管控的ERF13可溶解在侧根（LR）发育成熟中的影响。进行相当差异转什么是基因作物系的LR表型，看见过展示ERF13治理和改善了LR的突然出現，在vik基因变种体中此种治理和改善影响明显增强，而在过展示YFP-VIK的图片背景下此种治理和改善影响下降（图6）。显然，相当ERF13的差异磷酸性反应虚拟仿真和磷酸解离变种体的过展示作物系，看见ERF132A-Myc（磷酸解离）的作物系LR突然出現少些，而ERF132D-Myc（磷酸性反应虚拟仿真）的作物系LR突然出現略多。这部分数据取决于，VIK介导的ERF13磷酸性反应和可溶解力促了LR的突然出現。 
图6 VIK介导的ERF13磷酸性反应可以淡化LR的产生
07、VIK在侧根健康发育中磷碱化并维持LBD18核蛋白
实现剖析两根VIK T-DNA读取变化率体（vik-2和vik-3），察觉与野山型对比，变化率体的侧根（LR）溶解度、LR原基（LRP）和已发肓的LR为显著下降，十分是vik-2（图7）。颠倒，过形容VIK的转人类什么是基因植物表达爱出LR溶解度增长。不仅，在vik-2变化率体的背景下形容VIK的转人类什么是基因植物恢复正常了LR发肓疵点。发芽素办理研究揭示，vik-2变化率体对发芽素引诱的LR发肓想法变弱，揭示VIK在发芽素国家宏观调控LR发肓中表现主要功效。 
图7 VIK 在LR确立具体步骤中直观磷过酸和可靠LBD18核蛋白
PART 02 小文章总结ppt
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蛋清质组学具体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介导的发育素表现调试侧根达成
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，可提供完善成熟的血清质组学、体现血清质组学、产生组学、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—超长纵深DIA·磷过酸突显组，采用创新聚集的技术+Astral DIA，超高深度赋能低丰度磷酸化蛋白/位点发掘，单针最高可实现软体动物样表10w+、蕨类植物样表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！
可以参考学术论文：
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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