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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表达组学、LC-MS/MS磷碱化位点介绍技术服务。
英文音标子标题：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
中文名宝贝标题：VIK介导的生长素信号调节拟南芥侧根发育
消费者企业：山东大学
实验板材：拟南芥侧根
拜谱给予技能：磷硝化作用呈现组学、LC-MS/MS磷硝化作用位点分折
分析思维：
PART 01 论述成果
01、滋生素增强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小时后进行磷酸性反应氨基酸质酚类化合物析，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 生长的素推进VIK的磷酸性反应以至于转录
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碱化调查。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数据分析（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶互补性显像研究（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）。24小时化学发光法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 介导的叶绿素预警乐观干预 LR 健康发育
顺利通过定性分析两种VIK T-DNA插进变异率体（vik-2和vik-3），出现 与野生穿山甲型相比之下，变异率体的LR强度、LR原基（LRP）和已发肓的LR取得增多，还是比较是vik-2（图2）。反向，过抒发出VIK的转人类遗传基因植物体表面出LR强度加大。于此，在vik-2变异率体游戏 背景下抒发出VIK的转人类遗传基因植物体治愈了LR发肓问题。萌发期素治理 进行实验显示，vik-2变异率体对萌发期素引发的LR发肓影响变弱，显示VIK在萌发期素自我调节LR发肓中产生关键因素角色。 
图2 VIK介导的成长素数据信号环路双向房产调控LR的成长
03、VIK 与ERF13 实行物理上的人机交互
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、双分子式荧光互补性 （BiFC）和免役共发展科学试验（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彼此效用
04、VIK以双面馈的原则房产调控ERF13磷酸性反应
通过磷碱化蛋白酶组学探讨，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）。点突然变化出现显著降低了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以双面馈原则磷硝化作用ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷碱化增进ERF13可降解
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）。通过身体之外科学实验性和体內科学实验性，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。最后亚神经元定位手机深入分析表明，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 介导的磷酸性反应提高了ERF13分解
06、VIK 介导的 ERF13 磷过酸转换 LR 的显示
探析进两步一起探讨了VIK干预的ERF13挥发在侧根（LR）發育中的意义。经过有点不相同转基因沉水草本沉水值物组沉水草本沉水值物系的LR表型，发掘过表述ERF13控制了LR的显示，在vik基因突变体中这样控制意义衰弱，而在过表述YFP-VIK的情况下这样控制意义衰弱（图6）。除此之外，有点ERF13的不相同磷碱化模似和磷酸解离遗传变异体的过表述沉水草本沉水值物系，发掘ERF132A-Myc（磷酸解离）的沉水草本沉水值物系LR显示更加少了，而ERF132D-Myc（磷碱化模似）的沉水草本沉水值物系LR显示略多。这类最终认为，VIK介导的ERF13磷碱化和挥发提高网站了LR的显示。 
图6 VIK介导的ERF13磷酸性反应增进LR的产生
07、VIK在侧根胸部发育中磷硝化作用并不稳定性LBD18淀粉酶
经过进行分析两VIK T-DNA复制到甲基化的体（vik-2和vik-3），发展与也是型好于，甲基化的体的侧根（LR）规格、LR原基（LRP）和已发展的LR偏态才能减少，越发是vik-2（图7）。恰恰相反，过表答方式VIK的转遗传人类基因茎叶行为 出LR规格添加。还有就是，在vik-2甲基化的体环境下表答方式VIK的转遗传人类基因茎叶可以恢复了LR发展疵点。成长素治理 检测表述，vik-2甲基化的体对成长素促进的LR发展不起的作用下降，表述VIK在成长素政策调控LR发展中产生关键因素的作用。 
图7 VIK 在LR生成的过程 中单独磷酸性反应和可靠LBD18蛋白酶
PART 02 经典文章总结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。这项研究通过磷过酸蛋白质含量质组学解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介导的生张素警报设定侧根转变成
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、掩盖血清质组学、分解代谢组学、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—高水准深度.DIA·磷硝化作用突显组，采用创新生物富集技術+Astral DIA，超高深度赋能低丰度磷酸化蛋白/位点发掘，单针最高可实现生物范本10w+、常绿植物范本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！
参照医学文献：
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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