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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硝化作用淡化组学、LC-MS/MS磷硝化作用位点阐述技术服务。
用英文怎么说问题：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
简体中文标题格式：VIK介导的生长素信号调节拟南芥侧根发育
的客户公司的：山东大学
探索食材：拟南芥侧根
拜谱展示新技术：磷碱化绘制组学、LC-MS/MS磷碱化位点定量分析
科研工作思路：
PART 01 探讨报告
01、的生长素有利于促进VIK的磷硝化作用下列关于转录
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小时后进行磷硝化作用氨基酸质成分析，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 发芽素加速VIK的磷酸性反应和其转录
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硝化作用调查。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具体分析（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶相容成相调查（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）。即时化学发光法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 介导的叶绿素电磁波及时干预 LR 成长发育
能够分享两个人VIK T-DNA加上变动的体（vik-2和vik-3），感觉与野生穿山甲型优于，变动的体的LR导热系数、LR原基（LRP）和已成长成长发展的LR重要提高，特别是在是vik-2（图2）。反而，过表答VIK的转人类基因遗传植物体展现出LR导热系数多。然而，在vik-2变动的体背景图片下表答VIK的转人类基因遗传植物体恢复过来了LR成长成长发展异常现象。发展素办理实验设计反映出，vik-2变动的体对发展素诱导型的LR成长成长发展反响减退，反映出VIK在发展素监测LR成长成长发展中展现关键的功用。 
图2 VIK介导的出现素网络信号信号通路双向干预LR的成长
03、VIK 与ERF13 来物理性交互方式
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、双氧分子荧光互补原理 （BiFC）和免疫抗体共沉积进行实验（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完美的作用
04、VIK以正反两面馈的方法自我调节ERF13磷碱化
通过磷酸性反应蛋清组学剖析，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）。点变化发现了显著降低了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以双面馈方法磷硝化作用ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷酸性反应推动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）。通过离体调查和身体内调查，发现VIK能够促进ERF13的降解。进一步通过磷酸仿真和磷酸降解变异体的实验，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。最后亚肿瘤细胞确定讲解表明，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 介导的磷碱化加快了ERF13挥发
06、VIK 介导的 ERF13 磷碱化调低 LR 的有
设计进两步刍议了VIK自我调节的ERF13吸附在侧根（LR）发肓中的功用。按照较各种的不同转基因食品组树种系的LR表型，发掘过呈现爱出ERF13抑止了LR的显现，在vik变种体中一些抑止功用增进，而在过呈现爱出YFP-VIK的大环境下一些抑止功用变弱（图6）。除外，较ERF13的各种的不同磷硝化作用虚拟仿真和磷酸解离变种体的过呈现爱出树种系，发掘ERF132A-Myc（磷酸解离）的树种系LR显现少些，而ERF132D-Myc（磷硝化作用虚拟仿真）的树种系LR显现略多。这类可是意味着，VIK介导的ERF13磷硝化作用和吸附提高网站了LR的显现。 
图6 VIK介导的ERF13磷过酸利于LR的出显
07、VIK在侧根成长中磷过酸并不稳定性LBD18淀粉酶
使用阐述两个人VIK T-DNA嵌入表观遗传变异体（vik-2和vik-3），察觉与原生态型比起来，表观遗传变异体的侧根（LR）溶解度、LR原基（LRP）和已发肓的LR明显以减少，更是要格外重视是vik-2（图7）。相反的词语，过抒发VIK的转表观遗传茎秆具体表现出LR溶解度加入。然而，在vik-2表观遗传变异体背景图下抒发VIK的转表观遗传茎秆康复了LR发肓瑕疵。发芽素正确处理实践说明，vik-2表观遗传变异体对发芽素引诱的LR发肓表现变弱，说明VIK在发芽素国家宏观调控LR发肓中发挥出来最为关键的用。 
图7 VIK 在LR建立进程中直接的磷硝化作用和可靠LBD18蛋白质
PART 02 论文总结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酶质组学探讨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介导的生长发育素4g信号的调节侧根行成
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，可提供完善成熟的核氨基酸组学、淡化核氨基酸组学、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—非常高广度DIA·磷硝化作用装饰组，采用创新聚集技木+Astral DIA，超高深度赋能低丰度磷酸化蛋白/位点发掘，单针最高可实现宠物样表10w+、花草样表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！
参阅医学文献：
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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