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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酸性反应淡化组学、LC-MS/MS磷酸性反应位点研究分析技术服务。
英语怎么说题目：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
中文名字小标题：VIK介导的生长素信号调节拟南芥侧根发育
顾客政府部门：山东大学
理论研究材质：拟南芥侧根
拜谱提供数据技木：磷碱化表达组学、LC-MS/MS磷碱化位点数据分析
学习理念：
PART 01 深入分析成果
01、滋生素驱动VIK的磷碱化以及其转录
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小时后进行磷硝化作用蛋白酶质类物质析，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 植物的生长素加速VIK的磷过酸极其转录
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）。
通过鲜酵母双杂交种具体分析（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶同质激光散斑测试（LCI）证实了VIK与TMK1之间存在直接相互作用，并且体内磷过酸实验表明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）。进行化学发光法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 介导的叶绿素电磁波主动监测 LR 健康成长
顺利通过浅析两位VIK T-DNA嵌入什么是人类基因突变率性的体（vik-2和vik-3），会发现与野生植物型相比之下，什么是人类基因突变率性的体的LR容重、LR原基（LRP）和已健康的LR明显减低，特别是在是vik-2（图2）。相反的，过展现方法VIK的转什么是人类基因茎叶情况出LR容重增多。除外，在vik-2什么是人类基因突变率性的体时代背景下展现方法VIK的转什么是人类基因茎叶修复了LR健康缺欠。种子发芽素操作测试表示，vik-2什么是人类基因突变率性的体对种子发芽素诱导型的LR健康反应迟钝削弱，表示VIK在种子发芽素调空LR健康中起核心的功效。 
图2 VIK介导的健康素预警信号通路朝调节作用LR的健康
03、VIK 与ERF13 做机械人机交互
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、双分子结构荧光专一性 （BiFC）和免役共结晶实验操作（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以双面馈的方试调节ERF13磷碱化
通过磷酸性反应血清组学研究分析，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）。点基因变异发现显著降低了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以正反面馈具体方法磷过酸ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷过酸增强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）。通过身体外研究和肚子里研究，发现VIK能够促进ERF13的降解。进一步通过磷酸模仿和磷酸降解转变体的实验，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。最后亚神经元准确定位分享表明，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分解
06、VIK 介导的 ERF13 磷碱化的调节 LR 的展现
探索进十步浅议了VIK控制的ERF13生物吸附在侧根（LR）生长中的用。采用相比不一样的转表观遗传绿色草木系的LR表型，有过描述ERF13抑止了LR的有，在vik甲基化体中这类抑止用下降，而在过描述YFP-VIK的蓝本下这类抑止用下降（图6）。显然，相比ERF13的不一样的磷过酸模似和磷酸解离遗传变异体的过描述绿色草木系，有ERF132A-Myc（磷酸解离）的绿色草木系LR有更少有，而ERF132D-Myc（磷过酸模似）的绿色草木系LR有略多。这样的后果体现了，VIK介导的ERF13磷过酸和生物吸附驱动了LR的有。 
图6 VIK介导的ERF13磷硝化作用利于LR的经常出现
07、VIK在侧根大中磷碱化并不稳LBD18淀粉酶
完成定量分析这两个VIK T-DNA加上突然变化体（vik-2和vik-3），会发现与原生态型优于，突然变化体的侧根（LR）规格、LR原基（LRP）和已成长的LR取得增多，通常是vik-2（图7）。相等，过把你想传达出来VIK的转DNA茎叶情况出LR规格曾加。显然，在vik-2突然变化体题材下把你想传达出来VIK的转DNA茎叶完全恢复了LR成长弊病。发展素补救工作取决于，vik-2突然变化体对发展素帮助的LR成长的反应减少，取决于VIK在发展素改善LR成长中产生关键因素效应。 
图7 VIK 在LR养成历程中立即磷碱化和相对稳定LBD18球蛋白
PART 02 好文章个人心得体会
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核核苷酸组学分折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介导的成长素警报缓解侧根建成
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高球蛋白组学、呈现球高球蛋白组学、分泌组学、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—超宽深层次DIA·磷硝化作用遮盖组，采用创新聚集技术性+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范例10w+、草本植物范例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！
参考价值论文资料：
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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