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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修饰语组学、LC-MS/MS磷碱化位点介绍技术服务。
日语网站标题：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
中文版标题文字：VIK介导的生长素信号调节拟南芥侧根发育
顾客公司的：山东大学
科研建材：拟南芥侧根
拜谱可以提供枝术：磷碱化遮盖组学、LC-MS/MS磷碱化位点了解
研究分析一个构想：
PART 01 实验可是
01、的生长素推进VIK的磷酸性反应举例说明转录
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小时后进行磷过酸膳食纤维质酚类化合物析，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 发育素提高VIK的磷硝化作用十分转录
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碱化实验设计。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）。
通过酵母菌双有性杂交研究（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶相容激光散斑科学试验（LCI）证实了VIK与TMK1之间存在直接相互作用，并且离体磷碱化实验表明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）。实时监控酶联免疫法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 介导的叶绿素数据信息积极进取改善 LR 大
经过概述这两个VIK T-DNA进到这一领域转变体（vik-2和vik-3），感觉与原生态型比起，转变体的LR体积密度计算、LR原基（LRP）和已健康健康成长的LR明显以减少，特别是是vik-2（图2）。相等，过抒发VIK的转染色体茎叶行为 出LR体积密度计算增长。因此，在vik-2转变体游戏背景下抒发VIK的转染色体茎叶康复了LR健康健康成长一些缺陷。产生素治理 实验操作反映，vik-2转变体对产生素诱发的LR健康健康成长的反应削弱，反映VIK在产生素国家宏观调控LR健康健康成长中发挥出重要的用途。 
图2 VIK介导的的生长素讯号通道双向调整LR的骨骼发育
03、VIK 与ERF13 去数学人机交互
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、双团伙荧光互补性 （BiFC）和免疫力共沉积实验操作（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彼此帮助
04、VIK以正反面馈的措施管控ERF13磷过酸
通过磷碱化血清组学深入分析，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）。点基因突变发展显著降低了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以双面馈玩法磷过酸ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷碱化可以淡化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）。通过身体之外科学试验和身体内科学试验，发现VIK能够促进ERF13的降解。进一步通过磷酸模似和磷酸降解突变率体的实验，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。最后亚神经元产品定位定性分析表明，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 介导的磷过酸加快了ERF13化学降解
06、VIK 介导的 ERF13 磷硝化作用调整 LR 的经常出现
探究进步研讨了VIK干预的ERF13挥发在侧根（LR）成长发育中的的的功效。使用特别有所差异转表观遗传植被系的LR表型，看见过表述ERF13阻止了LR的发生，在vik突然变化体中本身阻止的的功效怎强，而在过表述YFP-VIK的后台下本身阻止的的功效衰弱（图6）。最后，特别ERF13的有所差异磷碱化摸拟仿真和磷酸解离基因变异体的过表述植被系，看见ERF132A-Myc（磷酸解离）的植被系LR发生愈少，而ERF132D-Myc（磷碱化摸拟仿真）的植被系LR发生略多。这样的最终结果表达，VIK介导的ERF13磷碱化和挥发提高了LR的发生。 
图6 VIK介导的ERF13磷碱化有助于LR的有
07、VIK在侧根發育中磷碱化并不稳LBD18血清
在分享两根VIK T-DNA添加染色体变异的体（vik-2和vik-3），找到与纯天然型比起，染色体变异的体的侧根（LR）相对体积、LR原基（LRP）和已成长的LR差异性缩减，尤为是vik-2（图7）。相反的词语，过表示VIK的转染色体主茎情况出LR相对体积提升。然而，在vik-2染色体变异的体背景图下表示VIK的转染色体主茎还原了LR成长偏差。种子发芽的素处里试验意味着，vik-2染色体变异的体对种子发芽的素引发的LR成长化学反应减退，意味着VIK在种子发芽的素管控LR成长中发挥出核心意义。 
图7 VIK 在LR建成历程中进行磷过酸和稳定可靠LBD18球蛋白
PART 02 文章标题总结ppt
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介导的滋生素4g信号设定侧根成型
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，可提供完善成熟的蛋清质组学、遮盖蛋清质组学、代谢率组学、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—二次搬运费深度的DIA·磷过酸表达组，采用创新含有技艺+Astral DIA，超高深度赋能低丰度磷酸化蛋白/位点发掘，单针最高可实现爬行动物样板10w+、蕨类植物样板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！
参考使用文献资料：
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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