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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碱化淡化组学、LC-MS/MS磷碱化位点具体分析技术服务。
英文怎么说版头：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
繁体中文文章标题：VIK介导的生长素信号调节拟南芥侧根发育
老客户政府部门：山东大学
探析材料：拟南芥侧根
拜谱保证新技术：磷酸性反应呈现组学、LC-MS/MS磷酸性反应位点定性分析
分析想法：
PART 01 探究数据
01、种植素增强VIK的磷碱化及转录
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成分析，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 种植素提高VIK的磷硝化作用举例说明转录
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硝化作用进行实验。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）。
通过酵母菌双混种杂交进行分析（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶互补式成相研究（LCI）证实了VIK与TMK1之间存在直接相互作用，并且休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）。实时更新酶联免疫法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 介导的叶绿素走势积极行动管控 LR 阴茎发育
采用进行分析好几个VIK T-DNA插进变动体（vik-2和vik-3），察觉与天然的型想必，变动体的LR规格、LR原基（LRP）和已健康成长的LR不错减低，尤为是vik-2（图2）。不同，过表示VIK的转遗传基因组茎秆呈现出LR规格加强。不仅而且，在vik-2变动体题材下表示VIK的转遗传基因组茎秆恢复原状了LR健康成长一些缺陷。植物的成长素办理實驗证明，vik-2变动体对植物的成长素诱导型的LR健康成长表现削弱，证明VIK在植物的成长素房产调控LR健康成长中充分发挥重要影响。 
图2 VIK介导的植物生长素表现通道朝国家宏观调控LR的成长发育
03、VIK 与ERF13 使用工具通讯
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）和免役共悠长岁月中实验所（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互相用
04、VIK以双面馈的方试干预ERF13磷碱化
通过磷碱化球蛋白组学分折，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）。点转变感觉显著降低了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以正负极馈具体方法磷过酸ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷碱化增强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）。通过身上實驗和身上實驗，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降解基因突变体的实验，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。最后亚癌细胞固定讲解表明，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 介导的磷酸性反应迅速了ERF13光降解
06、VIK 介导的 ERF13 磷硝化作用自动调节 LR 的造成
探析进一大步研究方案了VIK房产调控的ERF13光降解塑料在侧根（LR）发育期中的使用。在相比不一转DNA沉水蕨类动树木系的LR表型，得知过表述ERF13克制做用了LR的展现，在vik转变体中在这样克制做用使用增强学习，而在过表述YFP-VIK的背静下在这样克制做用使用削弱（图6）。另外，相比ERF13的不一磷过酸仿真模拟机和磷酸解离突变体的过表述沉水蕨类动树木系，得知ERF132A-Myc（磷酸解离）的沉水蕨类动树木系LR展现更短，而ERF132D-Myc（磷过酸仿真模拟机）的沉水蕨类动树木系LR展现略多。这类结杲意味着，VIK介导的ERF13磷过酸和光降解塑料利于了LR的展现。 
图6 VIK介导的ERF13磷酸性反应带动LR的会出现
07、VIK在侧根胸部发育中磷过酸并平稳LBD18血清
使用深入分析2个VIK T-DNA添加DNA变异体（vik-2和vik-3），表示与纯天然型优于，DNA变异体的侧根（LR）密度计算公式计算、LR原基（LRP）和已发芽状况成熟的LR更为明显才能减少，特别是vik-2（图7）。相反的词语，过把你想形容出来VIK的转DNA主茎呈现出LR密度计算公式计算增添。最后，在vik-2DNA变异体环境下把你想形容出来VIK的转DNA主茎复原了LR发芽状况成熟异常现象。植物的发芽发芽素处置科学实验表示，vik-2DNA变异体对植物的发芽发芽素诱骗的LR发芽状况成熟响应削弱，表示VIK在植物的发芽发芽素房产调控LR发芽状况成熟中利用重要目的。 
图7 VIK 在LR形成了工作中单独磷过酸和稳定可靠LBD18蛋白质
PART 02 文章标题总结
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。这项研究通过磷酸性反应蛋清质组学剖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介导的发展素表现调侧根变成
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，可提供完善成熟的球胆固醇组学、遮盖球胆固醇组学、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—混凝土泵送深浅DIA·磷酸性反应突显组，采用创新生物富集技能+Astral DIA，超高深度赋能低丰度磷酸化蛋白/位点发掘，单针最高可实现猎物范例10w+、仿真植物范例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！
关联性毕业论文：
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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