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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突显组学、LC-MS/MS磷酸性反应位点讲解技术服务。
日文标题格式：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
中文名字子标题：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
探究物料：拟南芥侧根
拜谱提供了技术设备：磷碱化表达组学、LC-MS/MS磷碱化位点定量分析
探索总体目标：
PART 01 研究方案最终
01、的生长素利于VIK的磷过酸下列不属于转录
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小时后进行磷过酸球蛋白多组分析，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 成长素有助于VIK的磷碱化还有其转录
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）。
通过发酵粉双杂交种分折（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶相互依存影像实验英文（LCI）证实了VIK与TMK1之间存在直接相互作用，并且身体之外磷碱化实验表明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）。立即一定量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 介导的叶绿素数据良好调节管控 LR 大
采用讲解两只VIK T-DNA添加变异率性的体（vik-2和vik-3），察觉与野山型比较，变异率性的体的LR规格计算、LR原基（LRP）和已发展的LR不错少，尤其是是vik-2（图2）。相近，过展现VIK的转遗传什么是基因茎秆表現出LR规格计算加强。虽然，在vik-2变异率性的体背景图片下展现VIK的转遗传什么是基因茎秆找回了LR发展一些缺陷。发展素处置实验所表述，vik-2变异率性的体对发展素引导的LR发展化学反应变弱，表述VIK在发展素宏观调控LR发展中发挥出重要的能力。 
图2 VIK介导的生長素数据环路正方向监测LR的健康成长
03、VIK 与ERF13 来进行电磁学交互方式
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、双团伙荧光相互依存 （BiFC）和免疫系统共凝固實驗（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彼此功用
04、VIK以双面馈的模式调节作用ERF13磷过酸
通过磷碱化蛋清组学深入分析，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）。点变动发现显著降低了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以正负极馈方式磷碱化ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷过酸加速ERF13生物降解
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）。通过身体研究和体內研究，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突变的体的实验，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。最后亚上皮细胞定位功能深入分析表明，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 介导的磷酸性反应加快速度了ERF13化学降解
06、VIK 介导的 ERF13 磷过酸调准 LR 的显示
科研进每一步一起探讨了VIK自我调节的ERF13光降解塑料在侧根（LR）发肓中的帮助。经过相对不一样的的转dna树种系的LR表型，挖掘过理解ERF13压制了LR的出来，在vik基因变异体中各种压制帮助提高，而在过理解YFP-VIK的经验下各种压制帮助减低（图6）。最后，相对ERF13的不一样的的磷硝化作用模拟仿真机和磷酸解离基因变异体的过理解树种系，挖掘ERF132A-Myc（磷酸解离）的树种系LR出来比较少，而ERF132D-Myc（磷硝化作用模拟仿真机）的树种系LR出来略多。这样没想到取决于，VIK介导的ERF13磷硝化作用和光降解塑料加速了LR的出来。 
图6 VIK介导的ERF13磷碱化增进LR的造成
07、VIK在侧根发育状况中磷碱化并安全稳定LBD18淀粉酶
利用数据分析两VIK T-DNA加上转变的体（vik-2和vik-3），看见与也是型相较于，转变的体的侧根（LR）体积密度计算公式、LR原基（LRP）和已發育的LR为显著削减，特别是在是vik-2（图7）。相左，过表示VIK的转染色体植物展示出LR体积密度计算公式加剧。最后，在vik-2转变的体视频背景下表示VIK的转染色体植物恢复功能了LR發育弊病。出现素除理检测表面，vik-2转变的体对出现素引诱的LR發育的反应降低，表面VIK在出现素调节影响LR發育中表现关键因素影响。 
图7 VIK 在LR达成的时候中随时磷碱化和稳定可靠LBD18球蛋白
PART 02 好的文章个人总结
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脂肪酸质组学数据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介导的萌发素预警调准侧根转变成
PART 03 拜谱个人心得体会
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，可提供完善成熟的球高核蛋白组学、体现球高核蛋白组学、新陈代谢组学、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—超标的深度DIA·磷硝化作用修饰语组，采用创新聚集技木+Astral DIA，超高深度赋能低丰度磷酸化蛋白/位点发掘，单针最高可实现動物样表10w+、观赏植物样表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！
符合文章：
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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