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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酸性反应装饰组学、LC-MS/MS磷酸性反应位点具体分析技术服务。
英文怎么说大标题：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
中文字幕标题文字：VIK介导的生长素信号调节拟南芥侧根发育
客人方：山东大学
设计原料：拟南芥侧根
拜谱保证枝术：磷酸性反应表达组学、LC-MS/MS磷酸性反应位点分折
论述策略：
PART 01 探索結果
01、滋生素促进会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小时后进行磷碱化蛋白酶质类物质析，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 发展素有助于VIK的磷过酸以及其转录
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实验性。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）。
通过鲜酵母双改良品种定性分析（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶相辅相成显像实验英文（LCI）证实了VIK与TMK1之间存在直接相互作用，并且休外磷过酸实验表明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 介导的叶绿素信号灯积极态度调空 LR 发展
使用分折3个VIK T-DNA加上染色体变异率的体（vik-2和vik-3），出现 与也是型相对，染色体变异率的体的LR强度计算公式、LR原基（LRP）和已的植物的衍生的LR相关系数减掉，更是是vik-2（图2）。反着的，过表答VIK的转染色体植物体成绩出LR强度计算公式新增。另外，在vik-2染色体变异率的体后台下表答VIK的转染色体植物体恢愎了LR的植物的衍生的缺陷。的植物的衍生素进行处理试验认为，vik-2染色体变异率的体对的植物的衍生素引诱的LR的植物的衍生反应迟钝减少，认为VIK在的植物的衍生素调空LR的植物的衍生中起核心目的。 
图2 VIK介导的成长素警报径路正向着调空LR的生长发育
03、VIK 与ERF13 做数学交流互动行为
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、双碳原子荧光互补式 （BiFC）和抗体共悠长岁月中工作（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完美功效
04、VIK以正反两面馈的习惯宏观调控ERF13磷硝化作用
通过磷过酸核蛋白组学研究分析，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）。点突然变化察觉显著降低了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以正反两面馈办法磷过酸ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷过酸促进会ERF13生物降解
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）。通过离体进行调查和自身进行调查，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。最后亚人体细胞追踪定位研究表明，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 介导的磷酸性反应下载加速了ERF13吸附
06、VIK 介导的 ERF13 磷硝化作用调低 LR 的有
学习进三步刍议了VIK调节的ERF13光化学降解在侧根（LR）成长中的功效。利用特别不一样的转表观遗传草本花卉系的LR表型，遇到过体现了ERF13减缓了LR的出显，在vik基因进化体中这一种减缓功效资料，而在过体现了YFP-VIK的历史背景下这一种减缓功效减少（图6）。除此之外，特别ERF13的不一样的磷酸性反应仿真和磷酸灭活进化体的过体现了草本花卉系，遇到ERF132A-Myc（磷酸灭活）的草本花卉系LR出显更短，而ERF132D-Myc（磷酸性反应仿真）的草本花卉系LR出显略多。他们结杲体现了，VIK介导的ERF13磷酸性反应和光化学降解推进了LR的出显。 
图6 VIK介导的ERF13磷过酸有助于LR的发生
07、VIK在侧根骨骼发育中磷酸性反应并平衡LBD18蛋白质
经过定量分析两大VIK T-DNA插进突然变化体（vik-2和vik-3），发觉与野山型相对比，突然变化体的侧根（LR）高体积、LR原基（LRP）和已骨骼骨骼阴茎成长的LR更为明显提高，尤其是是vik-2（图7）。相等，过表述方法VIK的转什么是基因植物遗传植物表述出LR高体积加强。显然，在vik-2突然变化体的背景下表述方法VIK的转什么是基因植物遗传植物回复了LR骨骼骨骼阴茎成长一些缺陷。产生阴茎成长素治理实验设计意味着，vik-2突然变化体对产生阴茎成长素诱导型的LR骨骼骨骼阴茎成长反馈降低，意味着VIK在产生阴茎成长素改善LR骨骼骨骼阴茎成长中起到关键的用。 
图7 VIK 在LR转变成整个过程中真接磷过酸和可靠LBD18球蛋白
PART 02 篇文章个人心得体会
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。这项研究通过磷酸性反应血清质组学剖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介导的繁殖素数据信号自动调节侧根建成
PART 03 拜谱个人心得体会
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、呈现血清质组学、基础代谢组学、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—很高深度的DIA·磷碱化淡化组，采用创新聚集技术设备+Astral DIA，超高深度赋能低丰度磷酸化蛋白/位点发掘，单针最高可实现绿色样品10w+、绿色植物样品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！
规范文献资料：
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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