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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硝化作用遮盖组学、LC-MS/MS磷硝化作用位点分享技术服务。
日语子标题：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
中文名字题目：VIK介导的生长素信号调节拟南芥侧根发育
玩家工作单位：山东大学
科学研究文件：拟南芥侧根
拜谱提拱技艺：磷硝化作用突显组学、LC-MS/MS磷硝化作用位点讲解
探讨方法：
PART 01 实验可是
01、发展素力促VIK的磷碱化下列关于转录
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核高蛋白混合物析，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 生长期素提高VIK的磷碱化及转录
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实验室。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）。
通过鲜酵母双杂交育种定量分析（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶相容影像實驗（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 介导的叶绿素走势积极主动自我调节 LR 大
借助分享的两个VIK T-DNA插入图变动体（vik-2和vik-3），看见与纯天然型相比之下，变动体的LR高强度、LR原基（LRP）和已骨骼成长大状况的LR相关性以减少，需要是vik-2（图2）。相悖，过表述VIK的转DNA植物行为出LR高强度多。不仅而且，在vik-2变动体题材下表述VIK的转DNA植物医治了LR骨骼成长大状况疵点。的萌发期素办理实践说明，vik-2变动体对的萌发期素引导的LR骨骼成长大状况的反应下降，说明VIK在的萌发期素控制LR骨骼成长大状况中起着关键点用。 
图2 VIK介导的生长发育期素卫星信号信号通路正面干预LR的发育期
03、VIK 与ERF13 开展电磁学通讯
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、双分子式荧光互补原理 （BiFC）和抗体共沉淀自己进行实验（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主动帮助
04、VIK以正反两面馈的模式干预ERF13磷过酸
通过磷酸性反应蛋白质组学解析，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）。点变动发掘显著降低了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以正反面馈具体方法磷酸性反应ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷过酸促使ERF13化学降解
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）。通过身体科学实验设计和自身科学实验设计，发现VIK能够促进ERF13的降解。进一步通过磷酸虚拟和磷酸解离突变率体的实验，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。最后亚生殖细胞产品定位具体分析表明，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1了ERF13生物降解
06、VIK 介导的 ERF13 磷酸性反应自动调节 LR 的诞生
科研进三步刍议了VIK国家宏观调控的ERF13化学挥发在侧根（LR）生长中的效用。使用较与众多种转dna作物系的LR表型，看到过展现ERF13遏制了LR的经常突然现身了，在vik变动体中这一遏制效用怎强，而在过展现YFP-VIK的图片背景下这一遏制效用变弱（图6）。于此，较ERF13的与众多种磷过酸模以和磷酸挥发基因变异体的过展现作物系，看到ERF132A-Myc（磷酸挥发）的作物系LR经常突然现身了更小，而ERF132D-Myc（磷过酸模以）的作物系LR经常突然现身了略多。以上的结果表达，VIK介导的ERF13磷过酸和化学挥发促使了LR的经常突然现身了。 
图6 VIK介导的ERF13磷硝化作用加快LR的冒出
07、VIK在侧根发育状况中磷酸性反应并平衡LBD18淀粉酶
实现讲解两VIK T-DNA复制转变体（vik-2和vik-3），看见与天然的型比起，转变体的侧根（LR）密度计算计算公式、LR原基（LRP）和已发育期期期期的LR有明显避免，还是比较是vik-2（图7）。恰恰相反，过展现VIK的转DNA植物表演出LR密度计算计算公式添加。再者，在vik-2转变体视频背景下展现VIK的转DNA植物治愈了LR发育期期期期通病。种植的素进行处理实验所表面，vik-2转变体对种植的素介导的LR发育期期期期体现弱化，表面VIK在种植的素房产调控LR发育期期期期中充分调动最为关键的功用。 
图7 VIK 在LR演变成工作中就直接磷碱化和可靠LBD18蛋白酶
PART 02 小文章工作小结
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。这项研究通过磷碱化蛋白酶质组学概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介导的种子发芽素卫星信号可以调节侧根进行
PART 03 拜谱总结ppt
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，可提供完善成熟的淀粉酶质组学、装饰淀粉酶质组学、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—混凝土泵送高度DIA·磷硝化作用表达组，采用创新聚集新技术+Astral DIA，超高深度赋能低丰度磷酸化蛋白/位点发掘，单针最高可实现两栖动物样品10w+、仿真植物样品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！
考生文献综述：
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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