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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呈现组学、LC-MS/MS磷酸性反应位点解析技术服务。
日语题目：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
英文版标题格式：VIK介导的生长素信号调节拟南芥侧根发育
的客户企业单位：山东大学
科研相关材料：拟南芥侧根
拜谱具备能力：磷酸性反应装饰组学、LC-MS/MS磷酸性反应位点进行分析
探索工作思路：
PART 01 探索后果
01、的生长素带动VIK的磷过酸非常转录
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小时后进行磷过酸核胆固醇混合物析，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 产生素加快VIK的磷酸性反应非常转录
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践。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）。
通过酒曲双杂交育种深入分析（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶专一性成相实验设计（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）。即时酶联免疫法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 介导的叶绿素电磁波正极调空 LR 生长
能够 浅析5个VIK T-DNA添加甲基化性体（vik-2和vik-3），感觉与也是型想必，甲基化性体的LR密度单位计算公式、LR原基（LRP）和已健康的LR偏态缩短，十分是vik-2（图2）。反之，过表达出来出来VIK的转DNA根系成绩出LR密度单位计算公式增多。虽然，在vik-2甲基化性体历史背景下表达出来出来VIK的转DNA根系完全恢复了LR健康通病。的衍生素工作研究意味着，vik-2甲基化性体对的衍生素诱惑的LR健康化学反应减小，意味着VIK在的衍生素改善LR健康中起主要用途。 
图2 VIK介导的产生素数据信号径路顺向调空LR的發育
03、VIK 与ERF13 展开电学交流互动行为
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、双原子核荧光相容 （BiFC）和免疫力共析出工作（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完美的作用
04、VIK以正负极馈的的方法调空ERF13磷硝化作用
通过磷碱化蛋清组学具体分析，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）。点突变率得知显著降低了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以正负极馈方试磷酸性反应ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷酸性反应增强ERF13生物降解
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）。通过休外實驗和体內實驗，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。最后亚细胞膜定位手机分折表明，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 介导的磷酸性反应高速度了ERF13化学降解
06、VIK 介导的 ERF13 磷过酸调结 LR 的产生
分析进一次论述了VIK房产调控的ERF13分解塑料在侧根（LR）发育状况中的的功效。使用比效有差异 转dna树木系的LR表型，找到过把你想表述出来ERF13可以调节了LR的产生，在vik基因进化体中这款可以调节的功效激发，而在过把你想表述出来YFP-VIK的的背景下这款可以调节的功效减低（图6）。然而，比效ERF13的有差异 磷碱化模以网和磷酸解离进化体的过把你想表述出来树木系，找到ERF132A-Myc（磷酸解离）的树木系LR产生少点，而ERF132D-Myc（磷碱化模以网）的树木系LR产生略多。这个结杲表述，VIK介导的ERF13磷碱化和分解塑料加速了LR的产生。 
图6 VIK介导的ERF13磷硝化作用提高LR的出显
07、VIK在侧根骨骼发育中磷酸性反应并平稳LBD18蛋清
采用解析两种VIK T-DNA插进变动体（vik-2和vik-3），会发现与野外型相较于，变动体的侧根（LR）强度、LR原基（LRP）和已大的LR正相关才能减少，特别是是vik-2（图7）。相等，过展现方法VIK的转染色体食品遗传根系突出表现出LR强度新增。不仅而且，在vik-2变动体视频背景下展现方法VIK的转染色体食品遗传根系还原了LR大缺欠。植物的种子发芽素解决试验证实，vik-2变动体对植物的种子发芽素引发的LR大反馈衰弱，证实VIK在植物的种子发芽素改善LR大中切实发挥根本做用。 
图7 VIK 在LR建成历程中简单磷碱化和维持LBD18血清
PART 02 文章标题总结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淀粉酶质组学定量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介导的生长发育素的信号调低侧根构成
PART 03 拜谱总结ppt
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酶质组学、装饰淀粉酶酶质组学、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—超长纵深DIA·磷硝化作用呈现组，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模板10w+、草本植物模板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！
可以参考资料：
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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