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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硝化作用呈现组学、LC-MS/MS磷硝化作用位点定量分析技术服务。
用英文怎么说名称：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
中文名一级标题：VIK介导的生长素信号调节拟南芥侧根发育
加盟商企业：山东大学
学习产品：拟南芥侧根
拜谱给出水平：磷酸性反应表达组学、LC-MS/MS磷酸性反应位点定性分析
研究方案工作思路：
PART 01 论述但是
01、植物的生长素驱动VIK的磷过酸以至于转录
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淀粉酶质酚类化合物析，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 繁殖素有利于VIK的磷过酸还有其转录
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碱化实验所。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）。
通过发酵粉双混种杂交剖析（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶互补原理成相實驗（LCI）证实了VIK与TMK1之间存在直接相互作用，并且体内磷硝化作用实验表明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）。即时参考值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 介导的叶绿素数据多方面房产调控 LR 发育状况
利用定性分析几个VIK T-DNA添加图片变动体（vik-2和vik-3），发觉与野山型相对比，变动体的LR密度计算公式计算公式、LR原基（LRP）和已健康状况的LR同质性缩短，特别是vik-2（图2）。相等，过表示VIK的转遗传什么是基因茎秆行为出LR密度计算公式计算公式加剧。除此以外，在vik-2变动体视频背景下表示VIK的转遗传什么是基因茎秆康复了LR健康状况不足。成长素治疗实验所反映，vik-2变动体对成长素帮助的LR健康状况表现减退，反映VIK在成长素管控LR健康状况中树立主要效用。 
图2 VIK介导的产生素的信号信号通路正向着改善LR的发肓
03、VIK 与ERF13 实现数学相互
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、双大分子荧光互补式 （BiFC）和抗体共沉积研究（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彼此之间的作用
04、VIK以正反两面馈的方式控制ERF13磷硝化作用
通过磷酸性反应球蛋白组学进行分析，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）。点基因突变察觉到显著降低了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以正负极馈办法磷过酸ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷硝化作用利于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）。通过身体工作和体內工作，发现VIK能够促进ERF13的降解。进一步通过磷酸摸拟和磷酸降解变异体的实验，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。最后亚肿瘤细胞市场定位浅析表明，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 介导的磷过酸加速度了ERF13吸附
06、VIK 介导的 ERF13 磷酸性反应调理 LR 的导致
研究探究进每一步探究了VIK监测的ERF13分解在侧根（LR）发育期中的能力。采用非常不一样的转遗传基因绿植的系的LR表型，发掘过认为ERF13可以遏制了LR的造成，在vik变动体中本身可以遏制能力开展，而在过认为YFP-VIK的游戏背景下本身可以遏制能力减退（图6）。再者，非常ERF13的不一样的磷酸性反应养成和磷酸灭活进化体的过认为绿植的系，发掘ERF132A-Myc（磷酸灭活）的绿植的系LR造成更罕见，而ERF132D-Myc（磷酸性反应养成）的绿植的系LR造成略多。这部分报告认为，VIK介导的ERF13磷酸性反应和分解促使了LR的造成。 
图6 VIK介导的ERF13磷酸性反应有利于LR的导致
07、VIK在侧根健康发育中磷过酸并稳定的LBD18核蛋白
经由数据分析的两个VIK T-DNA加入染色体变异体（vik-2和vik-3），得知与野外型相对，染色体变异体的侧根（LR）孔隙率、LR原基（LRP）和已发育期成熟成熟状况的LR可观少，更是是vik-2（图7）。相等，过表述VIK的转染色体植物体体现出LR孔隙率添加。最后，在vik-2染色体变异体背景图片下表述VIK的转染色体植物体恢复功能了LR发育期成熟成熟状况异常现象。发展素治疗工作发现，vik-2染色体变异体对发展素引诱的LR发育期成熟成熟状况响应下降，发现VIK在发展素改善LR发育期成熟成熟状况中发挥出关键性做用。 
图7 VIK 在LR形成了流程中直接的磷酸性反应和不稳LBD18血清
PART 02 软文个人总结
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。这项研究通过磷过酸蛋白酶质组学定性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介导的植物生长素表现的调节侧根产生
PART 03 拜谱总结
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，可提供完善成熟的血清质组学、装饰血清质组学、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—非常高深入DIA·磷碱化装饰组，采用创新丰度科技+Astral DIA，超高深度赋能低丰度磷酸化蛋白/位点发掘，单针最高可实现爬行动物模本10w+、动植物模本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！
对比文献综述：
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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