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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体现组学、LC-MS/MS磷硝化作用位点定量分析技术服务。
英文版宝贝标题：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
中文名文章标题：VIK介导的生长素信号调节拟南芥侧根发育
企业组织：山东大学
探讨原材料：拟南芥侧根
拜谱出示水平：磷硝化作用表达组学、LC-MS/MS磷硝化作用位点阐述
研发工作思路：
PART 01 研究探讨结局
01、滋生素加速VIK的磷硝化作用举例转录
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小时后进行磷碱化球高蛋白酚类化合物析，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 发育素提高网站VIK的磷硝化作用和其转录
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碱化实验英文。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）。
通过鲜酵母双混种概述（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶相容激光散斑实验所（LCI）证实了VIK与TMK1之间存在直接相互作用，并且离体磷碱化实验表明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）。公交实时参考值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 介导的叶绿素警报积极主动房产调控 LR 大
实现数据分析两种VIK T-DNA进到这一领域变动体（vik-2和vik-3），察觉与原生态型相对，变动体的LR比热容计算、LR原基（LRP）和已健康的LR可观可以减少，越发是vik-2（图2）。相反的成语，过把你想形容出来VIK的转人类基因组主茎特征出LR比热容计算不断增加。不但，在vik-2变动体经验下把你想形容出来VIK的转人类基因组主茎恢愎了LR健康弊病。种植期素进行处理科学试验表达，vik-2变动体对种植期素诱导性的LR健康现象减低，表达VIK在种植期素自我调节LR健康中展现重要性反应。 
图2 VIK介导的滋生素数据信息通道领域改善LR的发育成熟
03、VIK 与ERF13 开展物理防御相互
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、双氧分子荧光互替 （BiFC）和天然免疫共沉定实验英文（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能够 功效
04、VIK以正反两面馈的方案宏观调控ERF13磷酸性反应
通过磷碱化淀粉酶组学探讨，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）。点甲基化发掘显著降低了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以正反面馈办法磷酸性反应ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷过酸使得ERF13化学降解
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）。通过身体之外试验和自身试验，发现VIK能够促进ERF13的降解。进一步通过磷酸虚拟仿真和磷酸解离变化体的实验，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。最后亚细胞膜位置定量分析表明，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 介导的磷碱化降速了ERF13光降解
06、VIK 介导的 ERF13 磷酸性反应可以调节 LR 的诞生
深入分析进第一步刍议了VIK政策调控的ERF13溶解在侧根（LR）发育状况中的意义。利用特别区别转DNA动树种系的LR表型，找到了过表现ERF13可可阻止了LR的展现，在vik变动体中这一种可可阻止意义增加，而在过表现YFP-VIK的原型下这一种可可阻止意义减退（图6）。除此之外，特别ERF13的区别磷过酸虚拟和磷酸化学降解基因变异体的过表现动树种系，找到了ERF132A-Myc（磷酸化学降解）的动树种系LR展现少点，而ERF132D-Myc（磷过酸虚拟）的动树种系LR展现略多。等等结局意味着，VIK介导的ERF13磷过酸和溶解推动了LR的展现。 
图6 VIK介导的ERF13磷酸性反应推进LR的发现
07、VIK在侧根成长发育中磷碱化并安全稳定LBD18血清
用研究两位VIK T-DNA复制表观遗传变异体（vik-2和vik-3），出现 与野生植物型相对于，表观遗传变异体的侧根（LR）溶解度、LR原基（LRP）和已健康成长的LR有明显减小，需要是vik-2（图7）。不同，过展现VIK的转表观遗传植物体表演出LR溶解度增长。显然，在vik-2表观遗传变异体蓝本下展现VIK的转表观遗传植物体灰复了LR健康成长弊病。生张素加工处理实验室是因为，vik-2表观遗传变异体对生张素帮助的LR健康成长现象变弱，是因为VIK在生张素调节LR健康成长中树立重要性的作用。 
图7 VIK 在LR进行的过程 中真接磷碱化和维持LBD18核蛋白
PART 02 的文章工作小结
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。这项研究通过磷硝化作用核蛋白组学探讨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介导的生长期素数据信息调高侧根出现
PART 03 拜谱总结
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，可提供完善成熟的核胆固醇组学、体现核胆固醇组学、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—二次搬运费深浅DIA·磷硝化作用表达组，采用创新丰度技术水平+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例10w+、观赏植物样例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！
参阅文献综述：
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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