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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修饰语组学、LC-MS/MS磷硝化作用位点研究技术服务。
英语主题词：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
汉语大标题：VIK介导的生长素信号调节拟南芥侧根发育
客人的单位：山东大学
学习村料：拟南芥侧根
拜谱提高方法：磷碱化遮盖组学、LC-MS/MS磷碱化位点阐述
研究分析理念：
PART 01 深入分析但是
01、萌发素带动VIK的磷过酸下列关于转录
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小时后进行磷碱化营养物质质成分析，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 发展素使得VIK的磷硝化作用基本转录
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实验操作。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）。
通过酵母菌双混种讲解（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶互补式激光散斑试验（LCI）证实了VIK与TMK1之间存在直接相互作用，并且离体磷过酸实验表明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）。及时按量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 介导的叶绿素数据积极态度自我调节 LR 阴茎发育
根据探讨一个VIK T-DNA嵌入甲基化性体（vik-2和vik-3），显示与野生植物型想必，甲基化性体的LR黏度、LR原基（LRP）和已骨骼成长的LR同质性少，越发是vik-2（图2）。恰恰相反，过得出结论VIK的转遗传dna茎秆行为 出LR黏度增添。与此同时，在vik-2甲基化性体图片背景下得出结论VIK的转遗传dna茎秆恢愎了LR骨骼成长异常现象。发芽素净化处理实践得出结论，vik-2甲基化性体对发芽素引发的LR骨骼成长反應减小，得出结论VIK在发芽素宏观调控LR骨骼成长中发挥出来至关重要帮助。 
图2 VIK介导的出现素卫星信号径路顺向管控LR的大
03、VIK 与ERF13 确定工具交互性
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、双大分子荧光相容 （BiFC）和免役共沉淀出的研究（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之间能力
04、VIK以正负极馈的措施干预ERF13磷酸性反应
通过磷过酸淀粉酶组学探讨，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）。点基因突变知道显著降低了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以双面馈途径磷过酸ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷酸性反应力促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）。通过身体外科学试验所和里面科学试验所，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。最后亚细胞系追踪定位具体分析表明，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 介导的磷酸性反应加快了ERF13降解塑料
06、VIK 介导的 ERF13 磷酸性反应调高 LR 的诞生
理论研究进三步论述了VIK宏观调控的ERF13降解塑料塑料在侧根（LR）发展中的目的。完成是较好有差异转遗传基因值物系的LR表型，体现了过形容爱ERF13能够减缓了LR的产生，在vik突然变化体中这能够减缓目的强化，而在过形容爱YFP-VIK的游戏 背景下这能够减缓目的衰弱（图6）。与此同时，是较好ERF13的有差异磷酸性反应模拟机仿真和磷酸降解塑料变种体的过形容爱值物系，体现了ERF132A-Myc（磷酸降解塑料）的值物系LR产生比较少，而ERF132D-Myc（磷酸性反应模拟机仿真）的值物系LR产生略多。这结论体现了，VIK介导的ERF13磷酸性反应和降解塑料塑料可以淡化了LR的产生。 
图6 VIK介导的ERF13磷碱化驱动LR的显示
07、VIK在侧根成长中磷过酸并保持稳定LBD18蛋白质
完成进行分析三个VIK T-DNA插入图突然变化体（vik-2和vik-3），发展与野外型想必，突然变化体的侧根（LR）溶解度、LR原基（LRP）和已健康期的LR不错增多，针对是vik-2（图7）。反而，过表现形式VIK的转什么是人类基因植物体表现形式出LR溶解度加大。不仅，在vik-2突然变化体蓝本下表现形式VIK的转什么是人类基因植物体恢复过来了LR健康期常见问题。种植素处理科学实验发现，vik-2突然变化体对种植素分析的LR健康期影响衰弱，发现VIK在种植素宏观调控LR健康期中利用重要的帮助。 
图7 VIK 在LR达成过程中 中会直接磷过酸和稳定可靠LBD18球蛋白
PART 02 优秀文章总结
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球营养素组学定性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介导的种植素的信号调低侧根进行
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，可提供完善成熟的球脂肪酸组学、淡化球脂肪酸组学、分解代谢组学、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—超低深入DIA·磷硝化作用淡化组，采用创新生物富集方法+Astral DIA，超高深度赋能低丰度磷酸化蛋白/位点发掘，单针最高可实现绿色样板10w+、沉水植物样板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！
可以参考学术论文：
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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