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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磷过酸位点解析技术服务。
英文怎么说题头：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
英文版主题：VIK介导的生长素信号调节拟南芥侧根发育
买家企业：山东大学
研究方案材质：拟南芥侧根
拜谱给予技木：磷过酸掩盖组学、LC-MS/MS磷过酸位点数据分析
研究方案指导思想：
PART 01 理论研究可是
01、萌发素促使VIK的磷过酸名词解释转录
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小时后进行磷过酸核核苷酸混合物析，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 成长素力促VIK的磷过酸和转录
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）。
通过酵母菌双有性杂交分享（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶互补原理显像实践（LCI）证实了VIK与TMK1之间存在直接相互作用，并且身体之外磷酸性反应实验表明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）。随时降钙素原检测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 介导的叶绿素电磁波积极态度国家宏观调控 LR 大
采用分析一下两VIK T-DNA插入表格变动率体（vik-2和vik-3），发掘与野山型不同于，变动率体的LR体积导热系数、LR原基（LRP）和已發育的LR相关性降低，非常是vik-2（图2）。相近，过成绩VIK的转DNA主茎成绩出LR体积导热系数加入。于此，在vik-2变动率体背景图片下成绩VIK的转DNA主茎恢复过来了LR發育通病。发芽素加工处理进行实验表述，vik-2变动率体对发芽素引诱的LR發育生理反应衰弱，表述VIK在发芽素政策调控LR發育中充分调动主要用处。 
图2 VIK介导的植物生长素卫星信号信号通路双向调整LR的胸部发育
03、VIK 与ERF13 做出物理学可视化交互
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、双原子核荧光专一性 （BiFC）和免疫力共乳浊液实验报告（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上下级影响
04、VIK以正反面馈的玩法宏观调控ERF13磷硝化作用
通过磷酸性反应淀粉酶组学分折，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）。点基因突变会发现显著降低了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以正反面馈习惯磷酸性反应ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷过酸提高网站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）。通过身体之外實驗和肚子里實驗，发现VIK能够促进ERF13的降解。进一步通过磷酸模拟仿真和磷酸降解突然变化体的实验，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。最后亚生殖细胞固定研究表明，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 介导的磷碱化加快和提升了ERF13吸附
06、VIK 介导的 ERF13 磷过酸调控 LR 的出显
实验进一大步研究综述了VIK干预的ERF13化学可降解在侧根（LR）健康成长中的效应。使用十分其他转dna树种系的LR表型，察觉过把你想体现出来出ERF13促使了LR的出显，在vik进化体中这般促使效应提升，而在过把你想体现出来出YFP-VIK的历史背景下这般促使效应减少（图6）。虽然，十分ERF13的其他磷碱化养成和磷酸灭活进化体的过把你想体现出来出树种系，察觉ERF132A-Myc（磷酸灭活）的树种系LR出显少点，而ERF132D-Myc（磷碱化养成）的树种系LR出显略多。某些数据认为，VIK介导的ERF13磷碱化和化学可降解增进了LR的出显。 
图6 VIK介导的ERF13磷酸性反应增强LR的出现了
07、VIK在侧根健康中磷碱化并平衡LBD18蛋清
能够分享5个VIK T-DNA加上突然变化的体（vik-2和vik-3），知道与野生穿山甲型相比较，突然变化的体的侧根（LR）黏度计算、LR原基（LRP）和已骨骼發育成熟的LR相关系数才能减少，更是是vik-2（图7）。反过来，过形容VIK的转遗传人类基因植物体特征出LR黏度计算加大。除外，在vik-2突然变化的体背景图下形容VIK的转遗传人类基因植物体治愈了LR骨骼發育成熟缺陷报告。出现素工作實驗取决于，vik-2突然变化的体对出现素引发的LR骨骼發育成熟反映减少，取决于VIK在出现素自我调节LR骨骼發育成熟中充分利用关键所在效应。 
图7 VIK 在LR演变成全过程中一直磷酸性反应和不稳LBD18蛋白质
PART 02 文章内容个人总结
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。这项研究通过磷碱化膳食纤维质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介导的生长发育素电磁波可以调节侧根养成
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，可提供完善成熟的血清质组学、突显血清质组学、消化吸收组学、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—过高深度1DIA·磷过酸表达组，采用创新生物富集技木+Astral DIA，超高深度赋能低丰度磷酸化蛋白/位点发掘，单针最高可实现生物样例10w+、藤本植物样例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！
可以参考文章：
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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