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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掩盖组学、LC-MS/MS磷碱化位点分享技术服务。
英文字母宝贝标题：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
中文版题头：VIK介导的生长素信号调节拟南芥侧根发育
业主机构：山东大学
学习的材料：拟南芥侧根
拜谱出具技巧：磷酸性反应绘制组学、LC-MS/MS磷酸性反应位点讲解
科学研究想法：
PART 01 钻研报告
01、发育素可以淡化VIK的磷过酸十分转录
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脂肪酸质多组分析，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 衍生素使得VIK的磷过酸举例转录
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）。
通过鲜酵母双杂交育种探讨（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶相辅相成三维成像测试（LCI）证实了VIK与TMK1之间存在直接相互作用，并且身体外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）。随时按量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 介导的叶绿素数字信号更好地调空 LR 阴茎发育
进行深入分析好几个VIK T-DNA加入变动性体（vik-2和vik-3），会发现与也是型较之，变动性体的LR体积、LR原基（LRP）和已成长成长发肓期的LR有明显缩减，尤其是是vik-2（图2）。相对来说，过主要表现VIK的转DNA水稻组主茎主要表现出LR体积加入。另外，在vik-2变动性体后台下主要表现VIK的转DNA水稻组主茎康复了LR成长成长发肓期缺欠。的种子发芽素处理实验英文得出结论，vik-2变动性体对的种子发芽素诱导性的LR成长成长发肓期发应降低，得出结论VIK在的种子发芽素干预LR成长成长发肓期中发挥角色关健角色。 
图2 VIK介导的种植素走势径路正面政策调控LR的健康成长
03、VIK 与ERF13 对其进行机械人机交互
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、双碳原子荧光相互依存 （BiFC）和免疫性共滤渣實驗（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相护效应
04、VIK以双面馈的方案政策调控ERF13磷酸性反应
通过磷硝化作用蛋清组学阐述，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以正反面馈的方式磷硝化作用ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷硝化作用使得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）。通过离体科学试验和身体内科学试验，发现VIK能够促进ERF13的降解。进一步通过磷酸养成和磷酸解离突变性体的实验，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。最后亚人体细胞品牌定位介绍表明，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 介导的磷过酸提高了ERF13吸附
06、VIK 介导的 ERF13 磷硝化作用调 LR 的会出现
论述进那步论述了VIK国家宏观调控的ERF13光可降解在侧根（LR）生长中的效应。根据特别区别转基因水稻遗传植被系的LR表型，察觉到过体现ERF13能够治理和改善了LR的展现，在vik基因突变体中这样能够治理和改善效应强化，而在过体现YFP-VIK的环境下这样能够治理和改善效应衰弱（图6）。另外，特别ERF13的区别磷碱化养成网和磷酸可降解突变体的过体现植被系，察觉到ERF132A-Myc（磷酸可降解）的植被系LR展现越少，而ERF132D-Myc（磷碱化养成网）的植被系LR展现略多。一些数据体现了，VIK介导的ERF13磷碱化和光可降解有利于促进了LR的展现。 
图6 VIK介导的ERF13磷硝化作用带动LR的发现
07、VIK在侧根发育成熟中磷过酸并不稳LBD18淀粉酶
经由阐述两VIK T-DNA插进dna变化的体（vik-2和vik-3），察觉与纯天然型好于，dna变化的体的侧根（LR）孔隙率、LR原基（LRP）和已成长發育的LR同质性削减，通常是vik-2（图7）。反过来，过抒发VIK的转dna植物体特征出LR孔隙率增多。不仅，在vik-2dna变化的体经验下抒发VIK的转dna植物体回到了LR成长發育弊病。滋生的素外理实验性呈现，vik-2dna变化的体对滋生的素帮助的LR成长發育表现减少，呈现VIK在滋生的素监测LR成长發育中起首要的功效。 
图7 VIK 在LR建成历程中可以直接磷硝化作用和安全稳定LBD18球蛋白
PART 02 好的文章总结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蛋白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介导的发育素表现调侧根产生
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，可提供完善成熟的氨基酸质组学、绘制氨基酸质组学、产生组学、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—超低进一步DIA·磷过酸绘制组，采用创新含有新技术+Astral DIA，超高深度赋能低丰度磷酸化蛋白/位点发掘，单针最高可实现生物样版10w+、草本植物样版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！
参考价值文献资料：
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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