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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磷硝化作用位点具体分析技术服务。
英文版网站标题：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
中文名微信标题：VIK介导的生长素信号调节拟南芥侧根发育
消费者部门：山东大学
探析建筑材料：拟南芥侧根
拜谱保证系统：磷碱化表达组学、LC-MS/MS磷碱化位点研究分析
研究方案想法：
PART 01 理论研究效果
01、滋生素可以淡化VIK的磷碱化还有其转录
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小时后进行磷酸性反应核蛋白质含量酚类化合物析，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 种子发芽素加快VIK的磷过酸还有转录
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检测。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）。
通过发酵粉双混种讲解（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶同质影像工作（LCI）证实了VIK与TMK1之间存在直接相互作用，并且身体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）。实时路况按量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 介导的叶绿素的信号积极进取控制 LR 发展
依据分析一下二个VIK T-DNA放进去人类什么是基因变异率体（vik-2和vik-3），发展与野外型较之，人类什么是基因变异率体的LR体积容重、LR原基（LRP）和已发展的LR不错避免，非常是vik-2（图2）。相对，过理解VIK的转人类什么是基因植物体的表现出LR体积容重不断增加。不仅，在vik-2人类什么是基因变异率体图片背景下理解VIK的转人类什么是基因植物体恢复过来了LR发展瑕疵。滋生素清理实验性表示，vik-2人类什么是基因变异率体对滋生素引导的LR发展反應弱化，表示VIK在滋生素自我调节LR发展中引领首要的功效。 
图2 VIK介导的生张素表现通道双向管控LR的发育期
03、VIK 与ERF13 使用力学可视化交互
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、双团伙荧光相互依存 （BiFC）和免疫细胞共沉定实验操作（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双方影响
04、VIK以正反面馈的方案改善ERF13磷过酸
通过磷过酸蛋清组学解析，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）。点变异表明显著降低了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以双面馈方试磷碱化ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷酸性反应提高网站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）。通过身体外检测和体里检测，发现VIK能够促进ERF13的降解。进一步通过磷酸模似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。最后亚血细胞品牌定位分享表明，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 介导的磷碱化快速了ERF13挥发
06、VIK 介导的 ERF13 磷硝化作用调高 LR 的导致
调查进两步探析了VIK房产调控的ERF13溶解在侧根（LR）生长中的帮助。经过相当不一样转遗传基因动蕨类草本花卉系的LR表型，遇到过表示ERF13可调节了LR的出現，在vik变种体中种可调节帮助不断增强，而在过表示YFP-VIK的原型下种可调节帮助下降（图6）。还有就是，相当ERF13的不一样磷碱化模拟仿真系统和磷酸解离变种体的过表示动蕨类草本花卉系，遇到ERF132A-Myc（磷酸解离）的动蕨类草本花卉系LR出現越来越少，而ERF132D-Myc（磷碱化模拟仿真系统）的动蕨类草本花卉系LR出現略多。他们結果反映出，VIK介导的ERF13磷碱化和溶解增进了LR的出現。 
图6 VIK介导的ERF13磷酸性反应加快LR的产生
07、VIK在侧根胸部发育中磷硝化作用并维持LBD18淀粉酶
根据解析5个VIK T-DNA插入表格甲基化率的体（vik-2和vik-3），会发现与也是型比较，甲基化率的体的侧根（LR）密度计算计算公式、LR原基（LRP）和已大的LR偏态极大减少，尤其是是vik-2（图7）。相反的成语，过理解VIK的转什么是表观遗传植物体具体表现出LR密度计算计算公式加大。虽然，在vik-2甲基化率的体原型下理解VIK的转什么是表观遗传植物体回到了LR大通病。种子发芽素外理进行实验呈现，vik-2甲基化率的体对种子发芽素分析的LR大想法减小，呈现VIK在种子发芽素房产调控LR大中发挥出关键的效果。 
图7 VIK 在LR变成过程中中简单磷酸性反应和平稳LBD18淀粉酶
PART 02 散文总结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。这项研究通过磷过酸核苷酸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介导的发育素的信号转换侧根转变成
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，可提供完善成熟的胆固醇质组学、淡化胆固醇质组学、新陈代谢组学、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—超宽深层DIA·磷过酸呈现组，采用创新生物富集能力+Astral DIA，超高深度赋能低丰度磷酸化蛋白/位点发掘，单针最高可实现動物样版10w+、草本花卉样版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！
考虑文章：
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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