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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磷碱化位点定性分析技术服务。
英文怎么说标题文字：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
常常主题：VIK介导的生长素信号调节拟南芥侧根发育
企业客户公司：山东大学
研究方案资料：拟南芥侧根
拜谱作为能力：磷酸性反应遮盖组学、LC-MS/MS磷酸性反应位点了解
探究设想：
PART 01 研究方案但是
01、发育素加速VIK的磷酸性反应试述转录
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 生長素带动VIK的磷过酸及转录
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酸性反应科学实验。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）。
通过酵母菌双混种介绍（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶互补性激光散斑實驗（LCI）证实了VIK与TMK1之间存在直接相互作用，并且身体外磷碱化实验表明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）。实时的按量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 介导的叶绿素电磁波及时调整 LR 健康
经过定性分析两位VIK T-DNA嵌入突然变化的体（vik-2和vik-3），遇到与纯天然型相对比，突然变化的体的LR导热系数、LR原基（LRP）和已發育的LR强势降低，还是比较是vik-2（图2）。相反的词语，过形容VIK的转人类DNA植物行为 出LR导热系数加大。不仅如此，在vik-2突然变化的体背静下形容VIK的转人类DNA植物恢复如初了LR發育异常现象。种植素处理实验室反映出，vik-2突然变化的体对种植素帮助的LR發育反应减低，反映出VIK在种植素宏观调控LR發育中充分调动关键因素反应。 
图2 VIK介导的种植素信息径路正在向调整LR的发育状况
03、VIK 与ERF13 做电磁学交互式
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）和免疫系统共奠定科学试验（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间接帮助
04、VIK以正反面馈的模式改善ERF13磷过酸
通过磷硝化作用蛋白质组学浅析，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）。点变异感觉显著降低了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以正反面馈模式磷碱化ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷硝化作用增进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）。通过身体之外实践设计和自身实践设计，发现VIK能够促进ERF13的降解。进一步通过磷酸养成和磷酸灭活转变体的实验，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。最后亚血细胞产品定位分析一下表明，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 介导的磷碱化减速了ERF13化学降解
06、VIK 介导的 ERF13 磷硝化作用调低 LR 的现身
实验进的一步探究了VIK调节管控的ERF13吸附塑料在侧根（LR）成长中的功效。能够较差异转染色体作物系的LR表型，知道过表答ERF13减缓了LR的突然经常展现了，在vik进化体中这样减缓功效提升，而在过表答YFP-VIK的视频背景下这样减缓功效减退（图6）。于此，较ERF13的差异磷过酸模拟仿真仿真和磷酸解离进化体的过表答作物系，知道ERF132A-Myc（磷酸解离）的作物系LR突然经常展现了愈少，而ERF132D-Myc（磷过酸模拟仿真仿真）的作物系LR突然经常展现了略多。这个没想到表面，VIK介导的ERF13磷过酸和吸附塑料驱动了LR的突然经常展现了。 
图6 VIK介导的ERF13磷碱化有助于LR的产生
07、VIK在侧根胸部发育中磷硝化作用并安全LBD18蛋清
依据深入分析两个人VIK T-DNA放入变异体（vik-2和vik-3），感觉与纯天然型比起，变异体的侧根（LR）体积体积、LR原基（LRP）和已的出现的LR同质性才能减少，还是比较是vik-2（图7）。相对，过把你想表达方法出来VIK的转人类什么是基因主茎成绩出LR体积体积新增。除此以外，在vik-2变异体背景图片下把你想表达方法出来VIK的转人类什么是基因主茎康复了LR的出现弊病。的出现素加工科学实验表面，vik-2变异体对的出现素分析的LR的出现响应变弱，表面VIK在的出现素调整LR的出现中发挥出重中之重反应。 
图7 VIK 在LR产生的过程 中单独磷酸性反应和增强LBD18蛋清
PART 02 经典文章个人总结
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淀粉酶质组学阐述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介导的衍生素预警调准侧根进行
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、突显血清质组学、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—超宽纵深DIA·磷过酸装饰组，采用创新聚集枝术+Astral DIA，超高深度赋能低丰度磷酸化蛋白/位点发掘，单针最高可实现食草动物范本10w+、观赏植物范本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！
参阅学术论文：
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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