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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过酸修饰语组学、LC-MS/MS磷过酸位点分析一下技术服务。
英语怎么说标题文字：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
中文字幕大标题：VIK介导的生长素信号调节拟南芥侧根发育
合作方企业：山东大学
实验物料：拟南芥侧根
拜谱出具技艺：磷过酸装饰组学、LC-MS/MS磷过酸位点分析一下
分析难点：
PART 01 探析没想到
01、植物生长素加快VIK的磷硝化作用和转录
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小时后进行磷硝化作用蛋清质成分析，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 种子发芽素有利于VIK的磷酸性反应简述转录
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英文。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）。
通过鲜酵母双混种进行分析（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶互补性显像實驗（LCI）证实了VIK与TMK1之间存在直接相互作用，并且身体磷过酸实验表明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）。实时交通定量分析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 介导的叶绿素数据正极房产调控 LR 生长发育
进行解析这两个VIK T-DNA加入突然变化性率体（vik-2和vik-3），挖掘与野山型相比之下，突然变化性率体的LR容重、LR原基（LRP）和已成长骨骼骨骼生长发育的LR正相关削减，特别是在是vik-2（图2）。反向，过体现VIK的转DNA茎秆体现出LR容重增添。还有就是，在vik-2突然变化性率体图片背景下体现VIK的转DNA茎秆恢复原状了LR成长骨骼骨骼生长发育的缺陷。的萌发素清理实验报告揭示，vik-2突然变化性率体对的萌发素成脂的LR成长骨骼骨骼生长发育想法减低，揭示VIK在的萌发素宏观调控LR成长骨骼骨骼生长发育中充分利用要素意义。 
图2 VIK介导的生张素数据信息径路正方向房产调控LR的发育成熟
03、VIK 与ERF13 实施电学交互技术
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、双原子核荧光专一性 （BiFC）和免疫力共滤渣试验（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能够 用
04、VIK以正负极馈的方式管控ERF13磷碱化
通过磷硝化作用蛋白酶组学分折，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以双面馈办法磷硝化作用ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷酸性反应驱动ERF13吸附
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）。通过身体进行实验室和人体内进行实验室，发现VIK能够促进ERF13的降解。进一步通过磷酸仿真和磷酸灭活基因变异体的实验，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。最后亚体细胞精确定位了解表明，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 介导的磷碱化加快和提升了ERF13分解
06、VIK 介导的 ERF13 磷酸性反应调整 LR 的展现
探析进三步研讨了VIK控制的ERF13溶解在侧根（LR）发育状况中的功能。完成较有差异转基因常绿树种遗传常绿树种系的LR表型，发觉过理解ERF13调控了LR的发生，在vik突变性体中本身调控功能增加，而在过理解YFP-VIK的背景图片下本身调控功能弱化（图6）。不但，较ERF13的有差异磷过酸养成和磷酸降解塑料进化体的过理解常绿树种系，发觉ERF132A-Myc（磷酸降解塑料）的常绿树种系LR发生更小，而ERF132D-Myc（磷过酸养成）的常绿树种系LR发生略多。这数据认为，VIK介导的ERF13磷过酸和溶解加速了LR的发生。 
图6 VIK介导的ERF13磷硝化作用可以淡化LR的导致
07、VIK在侧根发肓中磷过酸并不稳定性LBD18淀粉酶
实现解析2个VIK T-DNA插入表格DNA变异体（vik-2和vik-3），发觉与野外型相较于，DNA变异体的侧根（LR）溶解度、LR原基（LRP）和已发展的LR显著性变少，需要是vik-2（图7）。相反的词语，过形容VIK的转DNA植物体呈现出LR溶解度增长。除外，在vik-2DNA变异体原型下形容VIK的转DNA植物体找回了LR发展瑕疵。的种植素处置实验报告证实，vik-2DNA变异体对的种植素促进的LR发展的反应减低，证实VIK在的种植素调节管控LR发展中更好地发挥关键的的功效。 
图7 VIK 在LR变成操作过程中会直接磷碱化和稳定的LBD18核蛋白
PART 02 好的文章总结
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膳食纤维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介导的发育素走势的调节侧根变成
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，可提供完善成熟的球高核蛋白组学、淡化球高核蛋白组学、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—非常高厚度DIA·磷酸性反应掩盖组，采用创新生物富集的技术+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板10w+、草木样板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！
选取专著：
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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