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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装饰组学、LC-MS/MS磷酸性反应位点分享技术服务。
英文音标文章标题：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
常常题目：VIK介导的生长素信号调节拟南芥侧根发育
买家机构：山东大学
的研究建筑材料：拟南芥侧根
拜谱供应高技术：磷硝化作用淡化组学、LC-MS/MS磷硝化作用位点剖析
理论研究想法：
PART 01 理论研究可是
01、种子发芽素加快VIK的磷酸性反应以至于转录
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小时后进行磷酸性反应膳食纤维质混合物析，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 发展素提高网站VIK的磷硝化作用非常转录
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實驗。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分析一下（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶互补性影像检测（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）。即时降钙素原检测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 介导的叶绿素数据信息正面调节 LR 成长发育
确认分享的两个VIK T-DNA添加图片突然变化体（vik-2和vik-3），看见与野山型较之，突然变化体的LR容重、LR原基（LRP）和已成长的LR有明显减小，更是要格外重视是vik-2（图2）。相同，过展示VIK的转人类基因植物组植物体表演出LR容重加剧。另外，在vik-2突然变化体的背景下展示VIK的转人类基因植物组植物体医治了LR成长一些缺陷。滋生素除理科学实验是因为，vik-2突然变化体对滋生素成脂的LR成长反映变弱，是因为VIK在滋生素自我调节LR成长中利用关健功能。 
图2 VIK介导的繁殖素的信号通道朝调节作用LR的生长
03、VIK 与ERF13 去物理防御交互式
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、双氧分子荧光互补原理 （BiFC）和免疫系统共结晶实验性（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双方反应
04、VIK以双面馈的方式控制ERF13磷碱化
通过磷碱化球蛋白组学概述，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）。点变动看到显著降低了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以正反面馈习惯磷酸性反应ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷碱化驱动ERF13分解
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）。通过休外實驗和内部實驗，发现VIK能够促进ERF13的降解。进一步通过磷酸模似和磷酸解离突变的体的实验，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。最后亚癌细胞准确定位进行分析表明，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 介导的磷过酸1了ERF13可降解
06、VIK 介导的 ERF13 磷硝化作用调结 LR 的冒出
实验进十步初探了VIK房产调控的ERF13溶解在侧根（LR）阴茎发育中的效应。确认更加差异于转基因绿植遗传绿植系的LR表型，挖掘过形容爱ERF13缓和了LR的显现，在vik转变体中那样缓和效应怎强，而在过形容爱YFP-VIK的题材下那样缓和效应削弱（图6）。虽然，更加ERF13的差异于磷过酸虚拟网和磷酸降解塑料突变体的过形容爱绿植系，挖掘ERF132A-Myc（磷酸降解塑料）的绿植系LR显现少些，而ERF132D-Myc（磷过酸虚拟网）的绿植系LR显现略多。许多但是证实，VIK介导的ERF13磷过酸和溶解催进了LR的显现。 
图6 VIK介导的ERF13磷酸性反应增进LR的会出现
07、VIK在侧根成长中磷碱化并安全稳定LBD18蛋白质
实现概述两根VIK T-DNA添加图片转变率体（vik-2和vik-3），发现与纯天然型比起，转变率体的侧根（LR）强度单位、LR原基（LRP）和已阴茎发肓的LR显著性限制，非常是vik-2（图7）。相反的成语，过传达VIK的转dna植物遗传主茎具体表现出LR强度单位增高。除外，在vik-2转变率体游戏背景下传达VIK的转dna植物遗传主茎恢愎了LR阴茎发肓缺欠。种子发芽素进行处理实践意味着，vik-2转变率体对种子发芽素介导的LR阴茎发肓响应削弱，意味着VIK在种子发芽素管控LR阴茎发肓中起到关健目的。 
图7 VIK 在LR转变成具体步骤中直接的磷过酸和稳定性高LBD18核蛋白
PART 02 论文工作小结
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数据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介导的的生长素电磁波调准侧根转变成
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，可提供完善成熟的胆固醇酶质组学、绘制胆固醇酶质组学、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—高淬硬层DIA·磷硝化作用呈现组，采用创新含有技术工艺+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模本10w+、仿真植物模本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！
符合论文资料：
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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