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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装饰组学、LC-MS/MS磷碱化位点具体分析技术服务。
英语怎么说主题：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
中文名字版头：VIK介导的生长素信号调节拟南芥侧根发育
客人行业：山东大学
实验装修材料：拟南芥侧根
拜谱带来了技巧：磷硝化作用淡化组学、LC-MS/MS磷硝化作用位点具体分析
探讨一个构想：
PART 01 钻研可是
01、发芽素可以淡化VIK的磷过酸十分转录
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高蛋白混合物析，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 生长发育素加快VIK的磷碱化非常转录
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實驗。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）。
通过酵母菌双混种定量分析（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶互替成相实验操作（LCI）证实了VIK与TMK1之间存在直接相互作用，并且离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）。进行酶联免疫法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 介导的叶绿素预警积极参与干预 LR 發育
经过具体分析两VIK T-DNA插入表格变化体（vik-2和vik-3），感觉与野生植物型相比之下，变化体的LR相对密度单位、LR原基（LRP）和已胸部大状况的LR取得避免，尤为是vik-2（图2）。反着的，过展现VIK的转什么是DNA植物体展示出LR相对密度单位增高。于此，在vik-2变化体背景图片下展现VIK的转什么是DNA植物体灰复了LR胸部大状况通病。的发展素净化处理实验操作取决于，vik-2变化体对的发展素促进的LR胸部大状况体现削弱，取决于VIK在的发展素调节管控LR胸部大状况中充分利用首要意义。 
图2 VIK介导的发展素信号灯径路同向政策调控LR的生长发育
03、VIK 与ERF13 来进行物理化学交互设计
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、双大分子荧光互补式 （BiFC）和天然免疫共水解测试（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上下级效果
04、VIK以双面馈的手段国家宏观调控ERF13磷碱化
通过磷硝化作用血清组学解析，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）。点变动察觉到显著降低了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以正反两面馈方试磷酸性反应ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷酸性反应推进ERF13分解
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）。通过身体外进行测试和休内进行测试，发现VIK能够促进ERF13的降解。进一步通过磷酸模以和磷酸降解甲基化体的实验，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。最后亚肿瘤细胞定位系统探讨表明，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吸附
06、VIK 介导的 ERF13 磷碱化调控 LR 的存在
实验更加骤一起探讨了VIK调节的ERF13可可降解在侧根（LR）发展中的功用。使用会较好区别转DNA草本花卉系的LR表型，认为过展示方法ERF13仰制了LR的造成，在vik基因突变体中这般仰制功用强化，而在过展示方法YFP-VIK的原型下这般仰制功用减小（图6）。最后，会较好ERF13的区别磷硝化作用摸拟机和磷酸灭活进化体的过展示方法草本花卉系，认为ERF132A-Myc（磷酸灭活）的草本花卉系LR造成更少有，而ERF132D-Myc（磷硝化作用摸拟机）的草本花卉系LR造成略多。等等数据认为，VIK介导的ERF13磷硝化作用和可可降解力促了LR的造成。 
图6 VIK介导的ERF13磷过酸增强LR的诞生
07、VIK在侧根健康成长中磷碱化并安稳LBD18蛋白酶
使用阐述两根VIK T-DNA加上表观遗传变异体（vik-2和vik-3），得知与野生植物型相对，表观遗传变异体的侧根（LR）体积、LR原基（LRP）和已健康成长的LR可观下降，特别是是vik-2（图7）。相左，过表示VIK的转表观遗传主茎表現出LR体积添加。凡此种种，在vik-2表观遗传变异体图片背景下表示VIK的转表观遗传主茎恢愎了LR健康成长缺陷报告。成长素治疗试验是因为，vik-2表观遗传变异体对成长素介导的LR健康成长反應下降，是因为VIK在成长素房产调控LR健康成长中推动关键的功能。 
图7 VIK 在LR进行的过程中真接磷硝化作用和平稳LBD18淀粉酶
PART 02 稿件总结
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蛋清质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介导的衍生素移动信号调整侧根建立
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质组学、修饰语血清质组学、排泄组学、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—高水准深层次DIA·磷酸性反应体现组，采用创新丰度技艺+Astral DIA，超高深度赋能低丰度磷酸化蛋白/位点发掘，单针最高可实现哺乳动物模本10w+、树种模本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！
参看毕业论文：
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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