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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突显组学、LC-MS/MS磷碱化位点讲解技术服务。
用英文怎么说网站标题：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
中文版主题：VIK介导的生长素信号调节拟南芥侧根发育
大家政府部门：山东大学
探究文件：拟南芥侧根
拜谱展示 工艺：磷碱化绘制组学、LC-MS/MS磷碱化位点数据分析
分析总体目标：
PART 01 分析后果
01、萌发素力促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小时后进行磷酸性反应核营养物质多组分析，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 生长期素推动VIK的磷过酸和转录
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操作。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）。
通过酵母粉双混种分析一下（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶互补性影像实验操作（LCI）证实了VIK与TMK1之间存在直接相互作用，并且身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）。时实定量分析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 介导的叶绿素卫星信号提高认识控制 LR 发育期
能够概述两个人VIK T-DNA插入图染色体变异性体（vik-2和vik-3），找到与也是型好于，染色体变异性体的LR密度计算计算公式、LR原基（LRP）和已大的LR相关性削减，尤其是是vik-2（图2）。不同，过抒发VIK的转染色体茎秆体现出LR密度计算计算公式增添。还有就是，在vik-2染色体变异性体大环境下抒发VIK的转染色体茎秆完全恢复了LR大弊病。发芽素加工处理实验性得出结论，vik-2染色体变异性体对发芽素引导的LR大的反应变弱，得出结论VIK在发芽素调节使用LR大中树立的关键使用。 
图2 VIK介导的生長素信息信号通路双向改善LR的胸部发育
03、VIK 与ERF13 来进行物理上的互交
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、双氧分子荧光互补原理 （BiFC）和免疫力共沉定实验设计（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互不角色
04、VIK以正负极馈的方式英文调节作用ERF13磷硝化作用
通过磷酸性反应球蛋白组学探讨，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）。点变化感觉显著降低了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以正反面馈方案磷酸性反应ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷硝化作用促使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）。通过内部研究所和内部研究所，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突然变化体的实验，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。最后亚血细胞确定介绍表明，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 介导的磷酸性反应提速了ERF13生物降解
06、VIK 介导的 ERF13 磷硝化作用调节器 LR 的出現
探究进而一个脚印浅析了VIK调整的ERF13生物可降解在侧根（LR）骨骼发育中的做用。使用较为不相同转什么是基因绿色树种系的LR表型，发掘过展现ERF13抑止了LR的产生，在vik突变性体中这个抑止做用明显增强，而在过展现YFP-VIK的时代背景下这个抑止做用削弱（图6）。前者，较为ERF13的不相同磷硝化作用模似和磷酸解离突变体的过展现绿色树种系，发掘ERF132A-Myc（磷酸解离）的绿色树种系LR产生少得多，而ERF132D-Myc（磷硝化作用模似）的绿色树种系LR产生略多。这样的成果证实，VIK介导的ERF13磷硝化作用和生物可降解使得了LR的产生。 
图6 VIK介导的ERF13磷酸性反应催进LR的冒出
07、VIK在侧根成长中磷过酸并稳定性LBD18球蛋白
用剖析多个VIK T-DNA复制到甲基化体（vik-2和vik-3），发展与纯天然型相对，甲基化体的侧根（LR）体积、LR原基（LRP）和已成长的LR同质性提高，特别是是vik-2（图7）。相反的，过传达出VIK的转染色体水稻组茎叶表現出LR体积增强。因此，在vik-2甲基化体的背景下传达出VIK的转染色体水稻组茎叶还原了LR成长缺欠。生张素处置实验操作证明，vik-2甲基化体对生张素帮助的LR成长反应迟钝削弱，证明VIK在生张素调空LR成长中起着要素效果。 
图7 VIK 在LR建成期间中随便磷硝化作用和不稳定性LBD18核蛋白
PART 02 稿件总结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。这项研究通过磷硝化作用蛋白质含量质组学解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介导的的生长素数字信号改善侧根行成
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，可提供完善成熟的核核苷酸组学、遮盖核核苷酸组学、分解组学、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—极高深度.DIA·磷碱化装饰组，采用创新聚集水平+Astral DIA，超高深度赋能低丰度磷酸化蛋白/位点发掘，单针最高可实现部分动物子模本10w+、动植物子模本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！
参考使用文献综述：
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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