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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体现组学、LC-MS/MS磷酸性反应位点研究技术服务。
日语副标题：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
英文版标题文字：VIK介导的生长素信号调节拟南芥侧根发育
潜在客户院校：山东大学
研究分析建筑材料：拟南芥侧根
拜谱出示的技术：磷酸性反应掩盖组学、LC-MS/MS磷酸性反应位点研究
科研难点：
PART 01 论述导致
01、出现素力促VIK的磷碱化试述转录
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小时后进行磷碱化脂肪酸质类物质析，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 的生长素使得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）。
通过酵母菌双改良品种剖析（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶互替成相实验所（LCI）证实了VIK与TMK1之间存在直接相互作用，并且离体磷酸性反应实验表明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 介导的叶绿素手机信号积极行动控制 LR 阴茎发育
按照分折两个人VIK T-DNA添加dna变异性体（vik-2和vik-3），察觉到与天然的型想必，dna变异性体的LR密度计算公式计算公式、LR原基（LRP）和已的成长的LR相关系数减低，更是是vik-2（图2）。反向，过抒发VIK的转dna植物情况出LR密度计算公式计算公式增长。然而，在vik-2dna变异性体图片背景下抒发VIK的转dna植物康复了LR的成长偏差。的成长素整理实验设计显示，vik-2dna变异性体对的成长素诱发的LR的成长化学反应减退，显示VIK在的成长素国家宏观调控LR的成长中更好地发挥重要的意义。 
图2 VIK介导的生长成长素走势通道朝干预LR的成长
03、VIK 与ERF13 进行生物学交互技术
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、双大分子荧光互替 （BiFC）和免疫细胞共沉淀物中工作（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互相做用
04、VIK以正反面馈的方式方法调节ERF13磷酸性反应
通过磷碱化蛋白酶组学研究，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）。点变动遇到显著降低了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以正反面馈原则磷酸性反应ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷碱化增强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）。通过身体外检测英文和身体检测英文，发现VIK能够促进ERF13的降解。进一步通过磷酸虚拟仿真和磷酸灭活变动体的实验，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。最后亚细胞系市场定位进行分析表明，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 介导的磷硝化作用下载加速了ERF13吸附
06、VIK 介导的 ERF13 磷碱化调准 LR 的出来
探索进步骤刍议了VIK宏观调控的ERF13分解在侧根（LR）健康中的用处。实现相对有所与众不同转基因绿色树种组绿色树种系的LR表型，挖掘过呈现ERF13仰制了LR的造成，在vik突变的体中此类仰制用处不断增强，而在过呈现YFP-VIK的时代背景下此类仰制用处削弱（图6）。除此以外，相对ERF13的有所与众不同磷酸性反应仿真和磷酸可降解突变体的过呈现绿色树种系，挖掘ERF132A-Myc（磷酸可降解）的绿色树种系LR造成更罕见，而ERF132D-Myc（磷酸性反应仿真）的绿色树种系LR造成略多。那些结局是因为，VIK介导的ERF13磷酸性反应和分解有利于促进了LR的造成。 
图6 VIK介导的ERF13磷酸性反应有利于促进LR的出现了
07、VIK在侧根發育中磷硝化作用并稳定性高LBD18蛋白酶
使用分析一下两人VIK T-DNA进到这一领域转变体（vik-2和vik-3），挖掘与野生植物型相比较，转变体的侧根（LR）体积单位、LR原基（LRP）和已阴茎成长成熟的LR更为明显增多，更是要格外重视是vik-2（图7）。相同，过理解VIK的转染色体根系表面出LR体积单位增长。除外，在vik-2转变体原型下理解VIK的转染色体根系恢复过来了LR阴茎成长成熟疵点。出现素正确处理实验报告意味着，vik-2转变体对出现素引诱的LR阴茎成长成熟想法减退，意味着VIK在出现素调空LR阴茎成长成熟中更好地发挥首要目的。 
图7 VIK 在LR演变成的过程 中马上磷硝化作用和相对稳定LBD18球蛋白
PART 02 好的文章总结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。这项研究通过磷酸性反应蛋清质组学剖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介导的出现素移动信号改善侧根养成
PART 03 拜谱个人总结
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，可提供完善成熟的球高球蛋白组学、体现球高球蛋白组学、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—高的深度DIA·磷硝化作用表达组，采用创新生物富集技术应用+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版10w+、观赏植物样版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！
借鉴文献综述：
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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