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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绘制组学、LC-MS/MS磷硝化作用位点探讨技术服务。
英文怎么说一级标题：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
汉语宝贝标题：VIK介导的生长素信号调节拟南芥侧根发育
客人单位名称：山东大学
探析材料：拟南芥侧根
拜谱展示 工艺：磷碱化体现组学、LC-MS/MS磷碱化位点研究分析
调查理念：
PART 01 研究探讨后果
01、衍生素增进VIK的磷过酸和转录
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小时后进行磷过酸蛋白酶质酚类化合物析，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 的生长素促使VIK的磷过酸基本转录
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过酸实验性。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）。
通过酒曲双有性杂交浅析（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶相辅相成显像研究（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）。即时一定量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 介导的叶绿素警报及时国家宏观调控 LR 发育期
依据了解一个VIK T-DNA放进去变化体（vik-2和vik-3），看到与野山型相对，变化体的LR导热系数、LR原基（LRP）和已發育的LR特殊限制，特别是是vik-2（图2）。颠倒，过表达出出VIK的转什么是表观遗传根系表达出出LR导热系数提升。然而，在vik-2变化体情况下表达出出VIK的转什么是表观遗传根系恢复过来了LR發育疵点。产生素治疗实验英文是因为，vik-2变化体对产生素介导的LR發育反应迟钝弱化，是因为VIK在产生素改善LR發育中挥发关键因素功效。 
图2 VIK介导的成长素的信号径路单向国家宏观调控LR的成长发育
03、VIK 与ERF13 去力学等交互
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）和天然免疫共沉淀物工作（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相互间效果
04、VIK以正负极馈的的方式调节ERF13磷酸性反应
通过磷酸性反应蛋白质组学剖析，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）。点转变遇到显著降低了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以双面馈办法磷碱化ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷碱化带动ERF13光降解
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）。通过肚子里进行实验性和肚子里进行实验性，发现VIK能够促进ERF13的降解。进一步通过磷酸仿真模拟和磷酸降解基因突变体的实验，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。最后亚生殖细胞地位讲解表明，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 介导的磷硝化作用加快和提升了ERF13溶解
06、VIK 介导的 ERF13 磷过酸调接 LR 的出現
科学研究进那步初探了VIK管控的ERF13光化学降解在侧根（LR）健康成长中的的功效。能够较为各种有所差异转DNA花草系的LR表型，看到过表示ERF13能够减缓了LR的现身，在vik转变体中类似这么多能够减缓的功效改善，而在过表示YFP-VIK的底色下类似这么多能够减缓的功效下降（图6）。还有就是，较为ERF13的各种有所差异磷过酸仿真模拟训练和磷酸解离突变体的过表示花草系，看到ERF132A-Myc（磷酸解离）的花草系LR现身很少，而ERF132D-Myc（磷过酸仿真模拟训练）的花草系LR现身略多。这么多效果证实，VIK介导的ERF13磷过酸和光化学降解可以淡化了LR的现身。 
图6 VIK介导的ERF13磷酸性反应提高LR的导致
07、VIK在侧根發育中磷碱化并稳定性LBD18球蛋白
经过概述两人VIK T-DNA导入转变体（vik-2和vik-3），发现与天然的型比较，转变体的侧根（LR）孔隙率、LR原基（LRP）和已发展的LR重要变少，特别是是vik-2（图7）。反，过描述VIK的转染色体食品遗传茎秆呈现出LR孔隙率曾加。显然，在vik-2转变体游戏背景下描述VIK的转染色体食品遗传茎秆恢愎了LR发展偏差。萌发素加工检测意味着，vik-2转变体对萌发素分析的LR发展表现衰弱，意味着VIK在萌发素调节效用LR发展中更好地发挥要点效用。 
图7 VIK 在LR产生全过程中真接磷硝化作用和动态平衡LBD18淀粉酶
PART 02 本文个人心得体会
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。这项研究通过磷碱化球膳食纤维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介导的生张素网络信号调控侧根造成
PART 03 拜谱总结
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、细胞代谢组学、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—极高厚度DIA·磷硝化作用修饰语组，采用创新丰度技木+Astral DIA，超高深度赋能低丰度磷酸化蛋白/位点发掘，单针最高可实现各种动物模板10w+、花草模板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！
对比期刊论文：
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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