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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过酸遮盖组学、LC-MS/MS磷过酸位点浅析技术服务。
英文翻译标题格式：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
中文版网站标题：VIK介导的生长素信号调节拟南芥侧根发育
大家方：山东大学
理论研究用料：拟南芥侧根
拜谱带来能力：磷碱化装饰组学、LC-MS/MS磷碱化位点介绍
研究方案基本思路：
PART 01 研发结论
01、生長素推进VIK的磷过酸以及其转录
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 发芽素提高网站VIK的磷碱化以及其转录
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硝化作用检测。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）。
通过酵母粉双有性杂交介绍（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶相容三维成像实验室（LCI）证实了VIK与TMK1之间存在直接相互作用，并且休外磷过酸实验表明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）。时时一定量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 介导的叶绿素讯号提高认识政策调控 LR 發育
利用浅析两人VIK T-DNA读取甲基化体（vik-2和vik-3），看到与也是型较之，甲基化体的LR溶解度、LR原基（LRP）和已骨骼阴茎健康成长的LR差异性变少，尤其要是vik-2（图2）。相对，过形容爱VIK的转染色体主茎表演出LR溶解度加强。不仅而且，在vik-2甲基化体视频背景下形容爱VIK的转染色体主茎回复了LR骨骼阴茎健康成长偏差。生長素治理 實驗得出结论，vik-2甲基化体对生長素诱导型的LR骨骼阴茎健康成长发应减低，得出结论VIK在生長素自我调节LR骨骼阴茎健康成长中起着重要性效果。 
图2 VIK介导的生长的素手机信号径路领域干预LR的发展
03、VIK 与ERF13 展开物理性互交
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、双分子式荧光相辅相成 （BiFC）和免疫系统共沉淀物科学试验（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相护用途
04、VIK以正负极馈的原则政策调控ERF13磷酸性反应
通过磷过酸淀粉酶组学分折，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）。点基因变异出现 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以正反面馈方式方法磷酸性反应ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷过酸加速ERF13溶解
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）。通过离体调查报告和人体内调查报告，发现VIK能够促进ERF13的降解。进一步通过磷酸养成和磷酸解离转变体的实验，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。最后亚组织标记研究分析表明，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溶解
06、VIK 介导的 ERF13 磷过酸调理 LR 的出現
理论研究进1步探究了VIK管控的ERF13可降解塑料在侧根（LR）胸部发育中的效用。经过较为各个转人类基因树木系的LR表型，发展过表现方法ERF13可以促使了LR的产生，在vik基因变异体中这类可以促使效用加强，而在过表现方法YFP-VIK的底色下这类可以促使效用弱化（图6）。于此，较为ERF13的各个磷硝化作用仿真虚拟仿真和磷酸灭活基因变异体的过表现方法树木系，发展ERF132A-Myc（磷酸灭活）的树木系LR产生少点，而ERF132D-Myc（磷硝化作用仿真虚拟仿真）的树木系LR产生略多。这样最终结果得出结论，VIK介导的ERF13磷硝化作用和可降解塑料力促了LR的产生。 
图6 VIK介导的ERF13磷硝化作用利于LR的导致
07、VIK在侧根成长发育中磷酸性反应并可靠LBD18淀粉酶
完成剖析两根VIK T-DNA放dna变动体（vik-2和vik-3），感觉与也是型相对于，dna变动体的侧根（LR）高相对密度、LR原基（LRP）和已阴茎成长的LR可观抑制，特别的是vik-2（图7）。颠倒，过理解VIK的转dna植物体展示出LR高相对密度加入。不仅而且，在vik-2dna变动体游戏背景下理解VIK的转dna植物体回到了LR阴茎成长通病。發育發育素解决检测反映，vik-2dna变动体对發育發育素诱惑的LR阴茎成长体现减退，反映VIK在發育發育素调空LR阴茎成长中充分发挥的关键目的。 
图7 VIK 在LR养成过程中中直接性磷硝化作用和安全稳定LBD18球蛋白
PART 02 好文章总结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介导的种植素表现调准侧根产生
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血清质含量组学、表达核血清质含量组学、排泄组学、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—超宽广度DIA·磷碱化装饰组，采用创新生物富集技能+Astral DIA，超高深度赋能低丰度磷酸化蛋白/位点发掘，单针最高可实现动苔藓植物范本10w+、苔藓植物范本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！
考虑论文论文参考文献：
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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