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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酸性反应淡化组学、LC-MS/MS磷酸性反应位点介绍技术服务。
日语题目：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
中文名网站标题：VIK介导的生长素信号调节拟南芥侧根发育
业主机构：山东大学
学习文件：拟南芥侧根
拜谱供给科技：磷酸性反应修饰语组学、LC-MS/MS磷酸性反应位点分析一下
研究分析理念：
PART 01 钻研但是
01、种植素带动VIK的磷过酸举例说明转录
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小时后进行磷酸性反应淀粉酶质多组分析，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 发芽素利于VIK的磷硝化作用以及转录
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过酸调查。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）。
通过鲜酵母双改良品种具体分析（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶相容显像调查（LCI）证实了VIK与TMK1之间存在直接相互作用，并且休外磷碱化实验表明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）。进行酶联免疫法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4g信号乐观控制 LR 大
能够 定量分析这两个VIK T-DNA插入表格转变体（vik-2和vik-3），出现 与野生穿山甲型相比较，转变体的LR孔隙率、LR原基（LRP）和已健康成长的LR为显著避免，更是要格外重视是vik-2（图2）。反着的，过传达VIK的转染色体茎秆特征出LR孔隙率延长。再者，在vik-2转变体蓝本下传达VIK的转染色体茎秆回到了LR健康成长问题。发展素处里科学试验表达，vik-2转变体对发展素诱导性的LR健康成长想法减少，表达VIK在发展素改善LR健康成长中展现关健效应。 
图2 VIK介导的发展素网络信号信号通路正面改善LR的发展
03、VIK 与ERF13 来物理性等交互
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、双分子式荧光互补性 （BiFC）和免疫力共积淀工作（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相护功能
04、VIK以正负极馈的的方法房产调控ERF13磷碱化
通过磷过酸淀粉酶组学剖析，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）。点变动发展显著降低了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以正负极馈策略磷碱化ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷过酸有利于ERF13可降解
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）。通过身体之外科学实验英文和体内的科学实验英文，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。最后亚人体细胞追踪定位分析一下表明，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 介导的磷硝化作用t加速了ERF13光降解
06、VIK 介导的 ERF13 磷硝化作用调控 LR 的会出现
科学研究进1步研究了VIK调空的ERF13挥发在侧根（LR）健康中的用处。借助相对相当不一转染色体沉水作物系的LR表型，显示 过展示ERF13抑止了LR的显示，在vik变动体中那些抑止用处增強，而在过展示YFP-VIK的经验下那些抑止用处减少（图6）。再者，相对相当ERF13的不一磷硝化作用模仿和磷酸化学降解基因变异体的过展示沉水作物系，显示 ERF132A-Myc（磷酸化学降解）的沉水作物系LR显示越来越少，而ERF132D-Myc（磷硝化作用模仿）的沉水作物系LR显示略多。那些结局表面，VIK介导的ERF13磷硝化作用和挥发增强了LR的显示。 
图6 VIK介导的ERF13磷过酸有助于LR的发现
07、VIK在侧根骨骼发育中磷酸性反应并不稳定性LBD18血清
借助解析几个VIK T-DNA放甲基化体（vik-2和vik-3），出现与原生态型不同之处，甲基化体的侧根（LR）规格单位、LR原基（LRP）和已健康成长的LR偏态提高，非常是vik-2（图7）。相反的，过描述出来VIK的转基因食品组食品遗传植物现象出LR规格单位延长。显然，在vik-2甲基化体游戏 背景下描述出来VIK的转基因食品组食品遗传植物回复了LR健康成长障碍。的出现的素处理工作得出结论，vik-2甲基化体对的出现的素诱导型的LR健康成长发应减少，得出结论VIK在的出现的素国家宏观调控LR健康成长中起到关键点意义。 
图7 VIK 在LR生成时中随时磷过酸和相对稳定LBD18血清
PART 02 稿件工作小结
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。这项研究通过磷酸性反应球蛋白组学深入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介导的植物的生长素卫星信号调低侧根形成了
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，可提供完善成熟的核高淀粉酶组学、绘制核高淀粉酶组学、产生组学、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—过高角度DIA·磷过酸修饰语组，采用创新丰度技术性+Astral DIA，超高深度赋能低丰度磷酸化蛋白/位点发掘，单针最高可实现动绿植子范本10w+、绿植子范本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！
考虑论文资料：
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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