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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碱化遮盖组学、LC-MS/MS磷碱化位点了解技术服务。
因为大标题：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
中文名字主题词：VIK介导的生长素信号调节拟南芥侧根发育
客服机关单位：山东大学
理论研究相关材料：拟南芥侧根
拜谱能提供系统：磷过酸表达组学、LC-MS/MS磷过酸位点分析一下
实验一个构想：
PART 01 分析最终
01、繁殖素使得VIK的磷硝化作用非常转录
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蛋清质多组分析，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 种植素增进VIK的磷碱化简答转录
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）。
通过酵母粉双混种杂交定性分析（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶互替影像科学实验（LCI）证实了VIK与TMK1之间存在直接相互作用，并且离体磷碱化实验表明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）。随时降钙素原检测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 介导的叶绿素的信号乐观政策调控 LR 发育成熟
确认定量分析两根VIK T-DNA加上变异的体（vik-2和vik-3），挖掘与野生穿山甲型不同之处，变异的体的LR溶解度、LR原基（LRP）和已出现的LR更为明显避免，更是要格外重视是vik-2（图2）。反而，过呈现VIK的转dna主茎呈现出LR溶解度增大。凡此种种，在vik-2变异的体经验下呈现VIK的转dna主茎回复了LR出现疵点。出现素正确处理实验性是因为，vik-2变异的体对出现素帮助的LR出现表现下降，是因为VIK在出现素调节管控LR出现中发挥出来重中之重影响。 
图2 VIK介导的成长素信息环路正在向改善LR的大
03、VIK 与ERF13 去电学交互性
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、双团伙荧光相辅相成 （BiFC）和免疫细胞共滤渣實驗（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相互间效用
04、VIK以双面馈的方式英文国家宏观调控ERF13磷碱化
通过磷酸性反应蛋白酶组学研究分析，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）。点突变性得知显著降低了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以正负极馈形式磷碱化ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷硝化作用促进会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）。通过休外调查和身体内部调查，发现VIK能够促进ERF13的降解。进一步通过磷酸模拟仿真和磷酸灭活变化体的实验，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。最后亚細胞定位手机了解表明，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 介导的磷过酸速度了ERF13可降解
06、VIK 介导的 ERF13 磷酸性反应转换 LR 的显示
学习进一部浅议了VIK管控的ERF13光挥发在侧根（LR）生长中的功能。经由更加有差异转DNA作物系的LR表型，说明过展示ERF13能够可阻止了LR的存在，在vik甲基化体中此种能够可阻止功能怎强，而在过展示YFP-VIK的大环境下此种能够可阻止功能弱化（图6）。除此以外，更加ERF13的有差异磷酸性反应仿真摸拟和磷酸挥发基因变异体的过展示作物系，说明ERF132A-Myc（磷酸挥发）的作物系LR存在越来越少，而ERF132D-Myc（磷酸性反应仿真摸拟）的作物系LR存在略多。这样的没想到说明，VIK介导的ERF13磷酸性反应和光挥发增强了LR的存在。 
图6 VIK介导的ERF13磷酸性反应提高网站LR的导致
07、VIK在侧根生长中磷碱化并安全稳定LBD18球蛋白
顺利通过了解多个VIK T-DNA添加图片变动体（vik-2和vik-3），得知与天然的型对比，变动体的侧根（LR）溶解度计算、LR原基（LRP）和已胸部大成熟的LR可观缩减，特别是是vik-2（图7）。对立，过发现方式VIK的转dna植物具体表现出LR溶解度计算增高。还有就是，在vik-2变动体游戏 背景下发现方式VIK的转dna植物恢复正常了LR胸部大成熟通病。种子发芽素补救检测发现，vik-2变动体对种子发芽素成脂的LR胸部大成熟症状减少，发现VIK在种子发芽素自我调节LR胸部大成熟中充分利用重要效用。 
图7 VIK 在LR出现阶段中简单磷碱化和相对稳定LBD18蛋白质
PART 02 篇文章总结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淀粉酶质组学具体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介导的植物生长素信息调结侧根建成
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，可提供完善成熟的营养物质质组学、装饰营养物质质组学、代谢转化组学、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—超标高度DIA·磷酸性反应表达组，采用创新含有工艺+Astral DIA，超高深度赋能低丰度磷酸化蛋白/位点发掘，单针最高可实现哺乳动物样表10w+、藤本植物样表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！
参照学术论文：
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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