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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表达组学、LC-MS/MS磷过酸位点浅析技术服务。
英语题目：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
简体中文副标题：VIK介导的生长素信号调节拟南芥侧根发育
雇主工作单位：山东大学
分析材料：拟南芥侧根
拜谱提高技能：磷硝化作用修饰语组学、LC-MS/MS磷硝化作用位点数据分析
探析理念：
PART 01 论述报告单
01、的生长素提高网站VIK的磷碱化及转录
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核苷酸质酚类化合物析，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 生长发育素提高网站VIK的磷碱化举例说明转录
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验英文。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）。
通过发酵粉双改良品种浅析（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶互补性显像实验室（LCI）证实了VIK与TMK1之间存在直接相互作用，并且身体之外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）。雷达回波图按量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 介导的叶绿素移动信号充分管控 LR 大
完成分析一下多个VIK T-DNA放进去DNA变动的性体（vik-2和vik-3），感觉与天然的型相对于，DNA变动的性体的LR导热系数单位、LR原基（LRP）和已健康发展期的LR偏态下降，需要是vik-2（图2）。对立，过展示VIK的转人类DNA主茎表面出LR导热系数单位增多。另外，在vik-2DNA变动的性体蓝本下展示VIK的转人类DNA主茎还原了LR健康发展期疵点。繁殖素加工处理实验设计阐明，vik-2DNA变动的性体对繁殖素诱导性的LR健康发展期反應削弱，阐明VIK在繁殖素调节管控LR健康发展期中发挥功效关键因素功效。 
图2 VIK介导的滋生素预警通道双向控制LR的健康成长
03、VIK 与ERF13 做出生物学交流互动行为
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、双分子式荧光同质 （BiFC）和免疫检测共放置科学试验（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相互间效用
04、VIK以双面馈的方式英文调节管控ERF13磷硝化作用
通过磷硝化作用蛋清组学概述，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）。点突然变化会发现显著降低了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以双面馈方案磷硝化作用ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷碱化提高网站ERF13光降解
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）。通过身体之外实验室英文和肚子里实验室英文，发现VIK能够促进ERF13的降解。进一步通过磷酸模拟训练和磷酸解离转变体的实验，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。最后亚神经元定位功能深入分析表明，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 介导的磷硝化作用加速器了ERF13挥发
06、VIK 介导的 ERF13 磷碱化调理 LR 的造成
学习进十步刍议了VIK调节管控的ERF13降解塑料塑料在侧根（LR）发育成熟中的效用。可以通过比效不一转基因沉水植被组沉水植被系的LR表型，感觉过理解ERF13压制性了LR的存在，在vik变动体中此种压制性效用怎强，而在过理解YFP-VIK的题材下此种压制性效用减退（图6）。另外，比效ERF13的不一磷硝化作用虚拟仿真和磷酸解离变种体的过理解沉水植被系，感觉ERF132A-Myc（磷酸解离）的沉水植被系LR存在更短，而ERF132D-Myc（磷硝化作用虚拟仿真）的沉水植被系LR存在略多。此类结论反映出，VIK介导的ERF13磷硝化作用和降解塑料塑料推动了LR的存在。 
图6 VIK介导的ERF13磷过酸有利于促进LR的显现
07、VIK在侧根骨骼发育中磷过酸并稳定可靠LBD18球蛋白
凭借浅析两只VIK T-DNA添加图片转变体（vik-2和vik-3），察觉到与也是型不同于，转变体的侧根（LR）体积相对密度、LR原基（LRP）和已发展的LR为显著减小，尤其要是vik-2（图7）。对立，过展现爱VIK的转遗传染色体茎叶展现出LR体积相对密度上升。除此之外，在vik-2转变体后台下展现爱VIK的转遗传染色体茎叶灰复了LR发展通病。产生素治理检测显示，vik-2转变体对产生素促进的LR发展反应迟钝减低，显示VIK在产生素调空LR发展中展现关键的影响。 
图7 VIK 在LR转变成过程中中马上磷过酸和不稳LBD18球蛋白
PART 02 本文总结
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。这项研究通过磷酸性反应血清质组学分析一下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介导的滋生素卫星信号调侧根形成了
PART 03 拜谱工作小结
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，可提供完善成熟的淀粉酶质组学、绘制淀粉酶质组学、细胞代谢组学、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—超长纵深DIA·磷硝化作用淡化组，采用创新丰度方法+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模本10w+、苔藓植物模本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！
参考选取论文：
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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