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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突显组学、LC-MS/MS磷碱化位点浅析技术服务。
日语副标题：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
中文字幕标题格式：VIK介导的生长素信号调节拟南芥侧根发育
雇主的单位：山东大学
探索装修材料：拟南芥侧根
拜谱展示 技术设备：磷过酸修饰语组学、LC-MS/MS磷过酸位点深入分析
研发思绪：
PART 01 研究探讨报告
01、生長素增强VIK的磷酸性反应以及转录
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清质混合物析，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 萌发素催进VIK的磷碱化简述转录
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酸性反应测试。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）。
通过鲜酵母双交配解析（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶相互依存三维成像科学实验（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）。实时视频定量分析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 介导的叶绿素的信号多方面房产调控 LR 發育
依据了解5个VIK T-DNA加入基因组组变异体（vik-2和vik-3），感觉与野山型相对比，基因组组变异体的LR溶解度、LR原基（LRP）和已滋生的LR相关性减小，尤其要是vik-2（图2）。对立，过把你想表达出来出来VIK的转基因食品组水稻组茎叶行为出LR溶解度增大。最后，在vik-2基因组组变异体时代背景下把你想表达出来出来VIK的转基因食品组水稻组茎叶恢复如初了LR滋生偏差。滋生素解决进行实验认为，vik-2基因组组变异体对滋生素分析的LR滋生症状减少，认为VIK在滋生素调节管控LR滋生中推动核心用。 
图2 VIK介导的出现素讯号信号通路正在向调节管控LR的發育
03、VIK 与ERF13 采取电磁学交互设计
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、双碳原子荧光相互依存 （BiFC）和免疫性共沉淀出的工作（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互为的功效
04、VIK以双面馈的模式政策调控ERF13磷碱化
通过磷过酸蛋清组学分折，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）。点突变的看见显著降低了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以正反两面馈方试磷碱化ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷碱化加快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）。通过身体外實驗和身体里實驗，发现VIK能够促进ERF13的降解。进一步通过磷酸模以和磷酸灭活变化体的实验，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。最后亚細胞导航定位剖析表明，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 介导的磷过酸变快了ERF13化学降解
06、VIK 介导的 ERF13 磷碱化调整 LR 的展现
研究方案进每一步试论了VIK国家宏观调控的ERF13分解在侧根（LR）胸部发育中的能力。确认非常各个转基因水稻遗传树木系的LR表型，发掘过描述ERF13促使了LR的发生，在vik变种体中哪些促使能力增进，而在过描述YFP-VIK的图片背景下哪些促使能力降低（图6）。然而，非常ERF13的各个磷酸性反应模拟机网和磷酸吸附变种体的过描述树木系，发掘ERF132A-Myc（磷酸吸附）的树木系LR发生越来越少，而ERF132D-Myc（磷酸性反应模拟机网）的树木系LR发生略多。哪些的结果表述，VIK介导的ERF13磷酸性反应和分解催进了LR的发生。 
图6 VIK介导的ERF13磷碱化带动LR的展现
07、VIK在侧根成长发育中磷过酸并不稳定性LBD18蛋清
借助数据分析两位VIK T-DNA复制变化率体（vik-2和vik-3），发展与野生植物型对比，变化率体的侧根（LR）导热系数、LR原基（LRP）和已胸部骨骼健康发育成熟的LR更为明显缩减，针对是vik-2（图7）。相反的词语，过表达爱方式VIK的转遗传dna植物体突出表现出LR导热系数扩大。于此，在vik-2变化率体环境下表达爱方式VIK的转遗传dna植物体恢复如初了LR胸部骨骼健康发育成熟瑕疵。的成长期素处理工作取决于，vik-2变化率体对的成长期素诱发的LR胸部骨骼健康发育成熟化学反应衰弱，取决于VIK在的成长期素调空LR胸部骨骼健康发育成熟中表现要素用途。 
图7 VIK 在LR组成进程中间接磷酸性反应和不稳定性LBD18血清
PART 02 原创文章总结
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。这项研究通过磷过酸淀粉酶质组学定量分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介导的产生素讯号可以调节侧根型成
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、淡化血清质组学、消化吸收组学、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—超长长度DIA·磷硝化作用表达组，采用创新含有高技术+Astral DIA，超高深度赋能低丰度磷酸化蛋白/位点发掘，单针最高可实现各种动物样表10w+、树种样表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！
规范论文毕业论文：
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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