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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淡化组学、LC-MS/MS磷过酸位点了解技术服务。
用英文怎么说问题：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
中文名题头：VIK介导的生长素信号调节拟南芥侧根发育
用户的单位：山东大学
探讨食材：拟南芥侧根
拜谱供给技术应用：磷酸性反应体现组学、LC-MS/MS磷酸性反应位点研究分析
深入分析指导思想：
PART 01 实验导致
01、植物的生长素推进VIK的磷碱化以及其转录
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小时后进行磷碱化血清质酚类化合物析，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 生长的素加速VIK的磷硝化作用简答转录
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性。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定性分析（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶互替影像试验（LCI）证实了VIK与TMK1之间存在直接相互作用，并且休外磷碱化实验表明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）。时时降钙素原检测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 介导的叶绿素网络信号积极主动监测 LR 健康
能够进行分析2个VIK T-DNA放进去变动体（vik-2和vik-3），察觉与纯天然型较之，变动体的LR硬度计算、LR原基（LRP）和已健康的LR明显降低，特别是是vik-2（图2）。不同，过形容VIK的转dna茎秆行为出LR硬度计算增多。除此以外，在vik-2变动体时代背景下形容VIK的转dna茎秆完全恢复了LR健康弊病。发芽骨骼发肓素整理实验设计认为，vik-2变动体对发芽骨骼发肓素分析的LR健康意义衰弱，认为VIK在发芽骨骼发肓素调空LR健康中切实发挥关键所在意义。 
图2 VIK介导的植物生长素的信号信号通路领域管控LR的生长发育
03、VIK 与ERF13 开始物理学互交
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、双大分子荧光互补原理 （BiFC）和天然免疫共奠定实验设计（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彼此之间效果
04、VIK以正负极馈的方式方法管控ERF13磷酸性反应
通过磷酸性反应血清组学解析，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）。点突然变化出现 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以正负极馈形式磷酸性反应ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷过酸有利于促进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）。通过身体之外实践和体内的实践，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。最后亚生殖细胞位置分折表明，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 介导的磷酸性反应变快了ERF13化学降解
06、VIK 介导的 ERF13 磷过酸调控 LR 的产生
探索进每一步浅论了VIK国家宏观调控的ERF13光吸附在侧根（LR）发育状况中的功用。进行会更不相同转什么是基因观赏观赏草本蕨类植物系的LR表型，察觉过表现ERF13治理和改善了LR的显示，在vik甲基化体中本身治理和改善功用提升，而在过表现YFP-VIK的经验下本身治理和改善功用弱化（图6）。除此以外，会更ERF13的不相同磷碱化仿真和磷酸解离遗传变异体的过表现观赏观赏草本蕨类植物系，察觉ERF132A-Myc（磷酸解离）的观赏观赏草本蕨类植物系LR显示少得多，而ERF132D-Myc（磷碱化仿真）的观赏观赏草本蕨类植物系LR显示略多。一些结局体现了，VIK介导的ERF13磷碱化和光吸附推进了LR的显示。 
图6 VIK介导的ERF13磷酸性反应利于LR的冒出
07、VIK在侧根大中磷碱化并平稳LBD18蛋白质
按照数据分析两位VIK T-DNA放突然变化体（vik-2和vik-3），显示与天然的型较之，突然变化体的侧根（LR）导热系数、LR原基（LRP）和已发展的LR可观变少，通常是vik-2（图7）。相反的成语，过表述VIK的转遗传人类基因植物特征出LR导热系数延长。不但，在vik-2突然变化体题材下表述VIK的转遗传人类基因植物恢复过来了LR发展缺陷报告。滋生素处里测试表示，vik-2突然变化体对滋生素引导的LR发展化学反应减退，表示VIK在滋生素自我调节LR发展中起着关键的的功效。 
图7 VIK 在LR转变成阶段中同时磷酸性反应和相对稳定LBD18蛋清
PART 02 句子总结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核氨基酸组学介绍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介导的生长发育素无线信号转换侧根确立
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，可提供完善成熟的蛋清质组学、掩盖蛋清质组学、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—超标深度.DIA·磷酸性反应绘制组，采用创新含有高技术+Astral DIA，超高深度赋能低丰度磷酸化蛋白/位点发掘，单针最高可实现节肢动物样板10w+、蕨类植物样板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！
选取文献资料：
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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