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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硝化作用绘制组学、LC-MS/MS磷硝化作用位点概述技术服务。
英文怎么说题头：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
中文名版头：VIK介导的生长素信号调节拟南芥侧根发育
潜在客户行业：山东大学
研究探讨村料：拟南芥侧根
拜谱可以提供技术工艺：磷酸性反应淡化组学、LC-MS/MS磷酸性反应位点分析一下
探讨方法：
PART 01 调查报告单
01、繁殖素使得VIK的磷硝化作用以至于转录
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 衍生素提高网站VIK的磷过酸和转录
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硝化作用调查。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）。
通过酒曲双有性杂交浅析（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶相辅相成三维成像实验性（LCI）证实了VIK与TMK1之间存在直接相互作用，并且体内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）。实时的参考值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4g信号积极主动控制 LR 生长发育
确认进行分析二个VIK T-DNA添加突然变化率体（vik-2和vik-3），会发现与野山型对比，突然变化率体的LR高体积、LR原基（LRP）和已发展成熟的LR特殊少，特别是vik-2（图2）。相等，过形容VIK的转遗传什么是基因植物主要表现出LR高体积加入。不仅而且，在vik-2突然变化率体时代背景下形容VIK的转遗传什么是基因植物恢复过来了LR发展成熟异常现象。种子发芽素操作实验设计取决于，vik-2突然变化率体对种子发芽素帮助的LR发展成熟体现减低，取决于VIK在种子发芽素监测LR发展成熟中激发首要的作用。 
图2 VIK介导的出现素信号灯环路正方向国家宏观调控LR的生长
03、VIK 与ERF13 参与物理上的信息交互
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、双碳原子荧光互补原理 （BiFC）和免役共奠定实验室（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相互之间的功效
04、VIK以正负极馈的办法调节作用ERF13磷酸性反应
通过磷硝化作用淀粉酶组学浅析，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）。点突然变化看到显著降低了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以正负极馈方法磷硝化作用ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷过酸力促ERF13吸附
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）。通过身体之外进行实验报告和身体内部进行实验报告，发现VIK能够促进ERF13的降解。进一步通过磷酸仿真和磷酸降解变化体的实验，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。最后亚人体细胞定位系统分析一下表明，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 介导的磷过酸促进了ERF13吸附
06、VIK 介导的 ERF13 磷硝化作用调整 LR 的展现
研究分析进步骤初探了VIK政策调控的ERF13化学分解在侧根（LR）发育期中的角色。完成相比不一样转什么是基因沉水绿色树种系的LR表型，察觉到过理解ERF13可以促使了LR的现身，在vik变化体中种可以促使角色明显增强，而在过理解YFP-VIK的环境下种可以促使角色减低（图6）。不仅如此，相比ERF13的不一样磷过酸仿真模拟仿真和磷酸分解基因变异体的过理解沉水绿色树种系，察觉到ERF132A-Myc（磷酸分解）的沉水绿色树种系LR现身少得多，而ERF132D-Myc（磷过酸仿真模拟仿真）的沉水绿色树种系LR现身略多。那些导致阐明，VIK介导的ERF13磷过酸和化学分解增进了LR的现身。 
图6 VIK介导的ERF13磷酸性反应带动LR的冒出
07、VIK在侧根发肓中磷过酸并稳固LBD18蛋白酶
用具体分析一个VIK T-DNA插进变化体（vik-2和vik-3），察觉到与也是型好于，变化体的侧根（LR）容重、LR原基（LRP）和已发展的LR显著性抑制，还是比较是vik-2（图7）。反向，过展现VIK的转染色体根系展示出LR容重新增。除此以外，在vik-2变化体大环境下展现VIK的转染色体根系恢复过来了LR发展缺陷报告。发芽素整理测试表述，vik-2变化体对发芽素分析的LR发展影响减退，表述VIK在发芽素管控LR发展中利用关键性用处。 
图7 VIK 在LR变成步骤中随便磷硝化作用和维持LBD18蛋清
PART 02 内容总结
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。这项研究通过磷碱化淀粉酶质组学浅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介导的衍生素讯号可以调节侧根达成
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，可提供完善成熟的蛋清质组学、遮盖蛋清质组学、排泄组学、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—混凝土泵送深入DIA·磷碱化呈现组，采用创新含有方法+Astral DIA，超高深度赋能低丰度磷酸化蛋白/位点发掘，单针最高可实现爬行动物范例10w+、绿色植物范例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！
关联性论文资料：
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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