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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体现组学、LC-MS/MS磷碱化位点深入分析技术服务。
英文音标网站标题：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
中文版微信标题：VIK介导的生长素信号调节拟南芥侧根发育
加盟商公司的：山东大学
研究分析的材料：拟南芥侧根
拜谱出具技术水平：磷硝化作用呈现组学、LC-MS/MS磷硝化作用位点分折
探索工作思路：
PART 01 深入分析报告
01、发芽素加速VIK的磷酸性反应名词解释转录
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小时后进行磷碱化核胆固醇多组分析，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 发育素催进VIK的磷碱化以及转录
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践。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）。
通过酒曲双交配定性分析（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶互替三维成像研究（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）。实时时间定量分析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 介导的叶绿素无线信号及时调空 LR 阴茎发育
进行探讨几个VIK T-DNA复制突然变化体（vik-2和vik-3），看到与也是型差距，突然变化体的LR相对溶解度、LR原基（LRP）和已骨骼胸部植物生长健康发育的LR可观减低，尤其是是vik-2（图2）。颠倒，过取决于VIK的转人类基因植物组主茎呈现出LR相对溶解度延长。除此以外，在vik-2突然变化体背景图下取决于VIK的转人类基因植物组主茎康复了LR骨骼胸部植物生长健康发育一些缺陷。产生素办理科学试验取决于，vik-2突然变化体对产生素成脂的LR骨骼胸部植物生长健康发育表现弱化，取决于VIK在产生素调整LR骨骼胸部植物生长健康发育中产生主要效应。 
图2 VIK介导的成长素预警环路同向宏观调控LR的成长发育
03、VIK 与ERF13 通过电学交互方式
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、双碳原子荧光相辅相成 （BiFC）和免疫检测共沉垫检测（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彼此效应
04、VIK以正反面馈的办法调整ERF13磷酸性反应
通过磷硝化作用淀粉酶组学进行分析，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）。点突然变化找到显著降低了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以正反两面馈习惯磷酸性反应ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷硝化作用有助于ERF13分解
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）。通过身体研究英文和机体研究英文，发现VIK能够促进ERF13的降解。进一步通过磷酸模拟网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。最后亚组织品牌定位进行分析表明，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 介导的磷酸性反应促进了ERF13降解塑料
06、VIK 介导的 ERF13 磷酸性反应调接 LR 的会出现
设计进三步试论了VIK监测的ERF13光吸附在侧根（LR）发展中的做用。能够 有点有差异 转DNA草本绿色绿植的系的LR表型，看到过表现ERF13缓和了LR的展现，在vik基因突变体中类似这个缓和做用怎强，而在过表现YFP-VIK的背景图下类似这个缓和做用弱化（图6）。除此之外，有点ERF13的有差异 磷碱化模仿训练和磷酸解离变种体的过表现草本绿色绿植的系，看到ERF132A-Myc（磷酸解离）的草本绿色绿植的系LR展现更少有，而ERF132D-Myc（磷碱化模仿训练）的草本绿色绿植的系LR展现略多。这个結果取决于，VIK介导的ERF13磷碱化和光吸附促使了LR的展现。 
图6 VIK介导的ERF13磷碱化推进LR的有
07、VIK在侧根大中磷酸性反应并比较稳定LBD18球蛋白
利用定性分析两位VIK T-DNA读取变化的体（vik-2和vik-3），发现了与天然的型相信，变化的体的侧根（LR）体积、LR原基（LRP）和已大的LR明显缩减，特别是vik-2（图7）。相左，过把你想体现出来VIK的转基因食品遗传食品遗传茎秆情况出LR体积新增。还有，在vik-2变化的体背景图下把你想体现出来VIK的转基因食品遗传食品遗传茎秆回复了LR大缺欠。生長素加工进行实验得出结论，vik-2变化的体对生長素分析的LR大反馈削弱，得出结论VIK在生長素调节管控LR大中产生最为关键的的功效。 
图7 VIK 在LR建成方式中马上磷酸性反应和稳定性LBD18蛋清
PART 02 的文章个人总结
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球营养素组学了解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介导的生张素的信号调结侧根行成
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，可提供完善成熟的球核苷酸组学、遮盖球核苷酸组学、基础代谢组学、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—超宽角度DIA·磷硝化作用装饰组，采用创新丰度枝术+Astral DIA，超高深度赋能低丰度磷酸化蛋白/位点发掘，单针最高可实现动草木样例10w+、草木样例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！
选取论文文献：
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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