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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过酸装饰组学、LC-MS/MS磷过酸位点分折技术服务。
英文翻译大标题：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
中文名字题头：VIK介导的生长素信号调节拟南芥侧根发育
雇主方：山东大学
论述板材：拟南芥侧根
拜谱给出技艺：磷硝化作用表达组学、LC-MS/MS磷硝化作用位点概述
研发一个构想：
PART 01 实验报告
01、发育素加快VIK的磷硝化作用及转录
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蛋白质含量质类物质析，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 出现素有助于VIK的磷酸性反应下列不属于转录
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性。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）。
通过酵母粉双有性杂交介绍（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶专一性影像实验操作（LCI）证实了VIK与TMK1之间存在直接相互作用，并且休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）。时时酶联免疫法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 介导的叶绿素数字信号积极地调节 LR 發育
进行分折2个VIK T-DNA添加图片基因遗传遗传基因遗传变异率体（vik-2和vik-3），知道与也是型想必，基因遗传遗传基因遗传变异率体的LR密度单位计算公式、LR原基（LRP）和已健康成长状况的LR偏态避免，特别是vik-2（图2）。相同，过展示VIK的转基因植物遗传植物遗传茎叶情况出LR密度单位计算公式增大。凡此种种，在vik-2基因遗传遗传基因遗传变异率体背景图下展示VIK的转基因植物遗传植物遗传茎叶灰复了LR健康成长状况常见问题。产生素治理 实践体现了，vik-2基因遗传遗传基因遗传变异率体对产生素帮助的LR健康成长状况的反应减少，体现了VIK在产生素调节反应LR健康成长状况中树立核心反应。 
图2 VIK介导的生长的素无线信号环路正面国家宏观调控LR的发展
03、VIK 与ERF13 来物理学相互
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、双碳原子荧光相容 （BiFC）和免疫性共积累进行实验（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上下级影响
04、VIK以正负极馈的形式政策调控ERF13磷硝化作用
通过磷硝化作用球蛋白组学数据分析，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）。点基因变异发展显著降低了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以正负极馈行为磷过酸ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷过酸促使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）。通过身体之外工作和身上工作，发现VIK能够促进ERF13的降解。进一步通过磷酸模拟系统和磷酸解离突然变化体的实验，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。最后亚细胞核定位功能定量分析表明，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使了ERF13挥发
06、VIK 介导的 ERF13 磷过酸调试 LR 的导致
研究方案进三步研究方案了VIK调整的ERF13挥发在侧根（LR）成长发育中的做用。经由相对相比有所差异转什么是基因观赏苔藓草本花卉系的LR表型，显示过体现ERF13阻止了LR的展现，在vik进化体中这样的阻止做用资料，而在过体现YFP-VIK的经验下这样的阻止做用减少（图6）。除外，相对相比ERF13的有所差异磷硝化作用模拟系统网和磷酸降解塑料进化体的过体现观赏苔藓草本花卉系，显示ERF132A-Myc（磷酸降解塑料）的观赏苔藓草本花卉系LR展现更少有，而ERF132D-Myc（磷硝化作用模拟系统网）的观赏苔藓草本花卉系LR展现略多。以上结局表达，VIK介导的ERF13磷硝化作用和挥发有助于了LR的展现。 
图6 VIK介导的ERF13磷碱化有利于促进LR的展现
07、VIK在侧根發育中磷酸性反应并稳定的LBD18球蛋白
可以通过深入分析3个VIK T-DNA添加图片突然变化体（vik-2和vik-3），出现 与野外型想必，突然变化体的侧根（LR）高硬度、LR原基（LRP）和已健康成熟的LR为显著可以减少，特别的是vik-2（图7）。反之，过把你想体现出来VIK的转DNA食品遗传茎叶展现出LR高硬度上升。还有，在vik-2突然变化体的背景下把你想体现出来VIK的转DNA食品遗传茎叶完全恢复了LR健康成熟一些缺陷。产生素处置实验英文表面，vik-2突然变化体对产生素引发的LR健康成熟响应减少，表面VIK在产生素改善LR健康成熟中展现的关键影响。 
图7 VIK 在LR进行整个过程中随便磷碱化和平衡LBD18蛋清
PART 02 优秀文章总结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球脂肪酸组学分享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介导的生长期素警报调低侧根出现
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，可提供完善成熟的核高蛋白酶组学、装饰核高蛋白酶组学、代谢转化组学、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—超标的深度DIA·磷硝化作用淡化组，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，单针最高可实现昆虫范例10w+、蕨类植物范例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！
参考选取期刊论文：
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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