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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体现组学、LC-MS/MS磷酸性反应位点分享技术服务。
英文怎么说网站标题：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
中文翻译主题：VIK介导的生长素信号调节拟南芥侧根发育
雇主行业：山东大学
研究方案材料：拟南芥侧根
拜谱展示技木：磷碱化装饰组学、LC-MS/MS磷碱化位点定性分析
调查基本思路：
PART 01 的研究然而
01、植物生长素可以淡化VIK的磷硝化作用极其转录
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小时后进行磷过酸蛋白酶质多组分析，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 生长发育素催进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过酸实验设计。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）。
通过酵母菌双杂交种分享（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶相辅相成显像试验（LCI）证实了VIK与TMK1之间存在直接相互作用，并且身体外磷过酸实验表明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）。实时更新参考值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 介导的叶绿素卫星信号提高认识调整 LR 发育期
在深入分析3个VIK T-DNA插入图变异的体（vik-2和vik-3），找到与野生穿山甲型差距，变异的体的LR强度、LR原基（LRP）和已成长健康成长的LR特殊减掉，针对是vik-2（图2）。反，过表述VIK的转基因植物遗传水稻组植物体展现出LR强度上升。再者，在vik-2变异的体的背景下表述VIK的转基因植物遗传水稻组植物体康复了LR成长健康成长问题。成长的素办理实验操作反映出，vik-2变异的体对成长的素诱惑的LR成长健康成长发生反应弱化，反映出VIK在成长的素国家宏观调控LR成长健康成长中展现关键因素帮助。 
图2 VIK介导的发芽素网络信号通道双向干预LR的发育期
03、VIK 与ERF13 开展机械信息交互
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、双分子结构荧光互补原理 （BiFC）和免疫系统共沉积实验所（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以正负极馈的具体方法调整ERF13磷硝化作用
通过磷酸性反应核蛋白组学进行分析，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）。点突然变化显示显著降低了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以正负极馈的方式磷硝化作用ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷硝化作用催进ERF13生物降解
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）。通过休外实验报告设计和休内实验报告设计，发现VIK能够促进ERF13的降解。进一步通过磷酸模以和磷酸解离突然变化体的实验，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。最后亚细胞核确定探讨表明，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 介导的磷酸性反应加速器了ERF13光降解
06、VIK 介导的 ERF13 磷酸性反应调 LR 的现身
试论逐渐一个脚印试论了VIK控制的ERF13生物化学降解在侧根（LR）发育状况中的角色。利用相比的不同于转什么是基因观赏草本花卉系的LR表型，知道过表现ERF13促使了LR的突然诞生，在vik突变率体中这一促使角色增强学习，而在过表现YFP-VIK的视频背景下这一促使角色减少（图6）。再者，相比ERF13的的不同于磷酸性反应模拟仿真机和磷酸化学降解变种体的过表现观赏草本花卉系，知道ERF132A-Myc（磷酸化学降解）的观赏草本花卉系LR突然诞生少些，而ERF132D-Myc（磷酸性反应模拟仿真机）的观赏草本花卉系LR突然诞生略多。许多毕竟表面，VIK介导的ERF13磷酸性反应和生物化学降解有利于促进了LR的突然诞生。 
图6 VIK介导的ERF13磷过酸可以淡化LR的出显
07、VIK在侧根生长发育中磷碱化并增强LBD18蛋白酶
在分享二个VIK T-DNA复制变动体（vik-2和vik-3），感觉与也是型相对比，变动体的侧根（LR）硬度、LR原基（LRP）和已健康健康发肓的LR差异性减小，尤为是vik-2（图7）。相反的，过呈现VIK的转染色体根系行为 出LR硬度增多。与此同时，在vik-2变动体时代背景下呈现VIK的转染色体根系康复了LR健康健康发肓常见问题。种子发芽素进行处理测试说明，vik-2变动体对种子发芽素诱惑的LR健康健康发肓影响变弱，说明VIK在种子发芽素调空LR健康健康发肓中引领主要影响。 
图7 VIK 在LR成型的时候中直观磷过酸和维持LBD18核蛋白
PART 02 文章内容工作小结
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。这项研究通过磷碱化淀粉酶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介导的发芽素讯号控制侧根生成
PART 03 拜谱个人心得体会
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营养物质组学、呈现核营养物质组学、基础代谢组学、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—过高深入DIA·磷过酸呈现组，采用创新含有的技术+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例量10w+、作物样例量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！
符合医学文献：
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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