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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装饰组学、LC-MS/MS磷碱化位点了解技术服务。
英语翻译问题：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
常常一级标题：VIK介导的生长素信号调节拟南芥侧根发育
买家部门：山东大学
科学研究产品：拟南芥侧根
拜谱出具新技术：磷碱化掩盖组学、LC-MS/MS磷碱化位点解析
论述思维：
PART 01 理论研究最终结果
01、生张素利于VIK的磷硝化作用还有转录
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 发展素驱动VIK的磷碱化名词解释转录
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）。
通过酵母粉双有性杂交进行分析（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶相容影像试验（LCI）证实了VIK与TMK1之间存在直接相互作用，并且身体磷过酸实验表明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）。实时视频定量分析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多方面政策调控 LR 健康成长
可以通过进行分析好几个VIK T-DNA读取变动性率体（vik-2和vik-3），出现 与原生态型相比较，变动性率体的LR体积密度计算、LR原基（LRP）和已发肓的LR有效减低，通常是vik-2（图2）。反向，过展现VIK的转DNA根系表面出LR体积密度计算增添。因此，在vik-2变动性率体情况下展现VIK的转DNA根系找回了LR发肓通病。衍生素治理 实验所表面，vik-2变动性率体对衍生素诱发的LR发肓发生反应减退，表面VIK在衍生素调节管控LR发肓中产生重中之重功能。 
图2 VIK介导的生长发育状况素无线信号信号通路朝自我调节LR的发育状况
03、VIK 与ERF13 做出生物学信息交互
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、双团伙荧光互补原理 （BiFC）和免疫系统共凝固实验所（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充分用
04、VIK以正反面馈的的方法调节作用ERF13磷硝化作用
通过磷碱化蛋白酶组学进行分析，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）。点突变性遇到显著降低了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以双面馈的方法磷过酸ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷酸性反应增强ERF13光降解
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）。通过身体工作和身体工作，发现VIK能够促进ERF13的降解。进一步通过磷酸模拟机和磷酸降解突变性体的实验，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。最后亚细胞膜追踪定位研究表明，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 介导的磷碱化变快了ERF13溶解
06、VIK 介导的 ERF13 磷碱化缓解 LR 的显现
学习进一歩浅析了VIK改善的ERF13挥发在侧根（LR）骨骼发育中的的效用。完成较好有差异 转遗传基因树种系的LR表型，出显 过抒发ERF13抑止性了LR的出显，在vik突变的体中这个抑止性的效用激发，而在过抒发YFP-VIK的蓝本下这个抑止性的效用衰弱（图6）。除此之外，较好ERF13的有差异 磷硝化作用模似和磷酸灭活变种体的过抒发树种系，出显 ERF132A-Myc（磷酸灭活）的树种系LR出显愈少，而ERF132D-Myc（磷硝化作用模似）的树种系LR出显略多。等等报告表述，VIK介导的ERF13磷硝化作用和挥发使得了LR的出显。 
图6 VIK介导的ERF13磷碱化有助于LR的有
07、VIK在侧根健康成长中磷碱化并不稳定性LBD18蛋白质
确认阐述两大VIK T-DNA进到这一领域甲基化体（vik-2和vik-3），遇到与纯天然型想必，甲基化体的侧根（LR）硬度、LR原基（LRP）和已健康成长的LR特殊缩短，特别是是vik-2（图7）。不同，过传达VIK的转什么是什么是基因主茎呈现出LR硬度添加。除外，在vik-2甲基化体题材下传达VIK的转什么是什么是基因主茎治愈了LR健康成长障碍。生长的发展的素处理实验报告表示，vik-2甲基化体对生长的发展的素诱导性的LR健康成长化学反应减小，表示VIK在生长的发展的素调节管控LR健康成长中引领关键因素用途。 
图7 VIK 在LR形成了的过程 中一直磷过酸和相对稳定LBD18蛋白酶
PART 02 本文总结
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蛋白酶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介导的成长素数字信号调理侧根建成
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蛋白酶质组学、装饰球蛋白酶质组学、分解代谢组学、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—二次搬运费层次DIA·磷硝化作用体现组，采用创新生物富集技术设备+Astral DIA，超高深度赋能低丰度磷酸化蛋白/位点发掘，单针最高可实现昆虫样本量量10w+、树木样本量量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！
决定性学术论文：
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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