400-820-8531
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装饰组学、LC-MS/MS磷酸性反应位点研究分析技术服务。
英语翻译标题文字：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
中文字幕一级标题：VIK介导的生长素信号调节拟南芥侧根发育
玩家公司的：山东大学
研究方案用料：拟南芥侧根
拜谱具备水平：磷过酸表达组学、LC-MS/MS磷过酸位点讲解
钻研总体目标：
PART 01 学习报告
01、产生素加速VIK的磷酸性反应极其转录
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小时后进行磷碱化球核苷酸混合物析，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 植物生长素增进VIK的磷酸性反应和转录
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过酸實驗。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）。
通过发酵粉双有性杂交探讨（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶互补性成相科学实验（LCI）证实了VIK与TMK1之间存在直接相互作用，并且体内磷碱化实验表明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）。雷达回波图按量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 介导的叶绿素数据信号主动性调节管控 LR 健康发育
依据数据分析两种VIK T-DNA复制到遗传基因遗传变异体（vik-2和vik-3），得出结论与纯天然型比较，遗传基因遗传变异体的LR强度、LR原基（LRP）和已植物的萌发的LR可观极大减少，特别是vik-2（图2）。反着的，过把你想表答出来VIK的转遗传基因水稻遗传植物体呈现出LR强度增强。不仅，在vik-2遗传基因遗传变异体背景图案下把你想表答出来VIK的转遗传基因水稻遗传植物体找回了LR植物的萌发常见问题。植物的萌发素工作调查得出结论，vik-2遗传基因遗传变异体对植物的萌发素诱导型的LR植物的萌发响应削弱，得出结论VIK在植物的萌发素调整LR植物的萌发中发挥出关键因素功用。 
图2 VIK介导的繁殖素信号灯径路正面调节作用LR的发育期
03、VIK 与ERF13 实现热学数据交互
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、双碳原子荧光相互依存 （BiFC）和免疫系统共滤渣测试（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主动意义
04、VIK以正负极馈的方案控制ERF13磷硝化作用
通过磷碱化球蛋白组学剖析，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）。点变化发现显著降低了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以正反两面馈办法磷酸性反应ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷过酸增进ERF13分解
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）。通过人体内科学试验和人体内科学试验，发现VIK能够促进ERF13的降解。进一步通过磷酸模似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。最后亚神经元定位功能分享表明，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 介导的磷硝化作用1了ERF13降解塑料
06、VIK 介导的 ERF13 磷硝化作用自动调节 LR 的有
研究刍议进那步刍议了VIK房产调控的ERF13溶解在侧根（LR）生长发育中的的目的。利用有点区别转人类基因绿色藤本观赏藤本植物系的LR表型，发展过描述ERF13调控了LR的导致，在vik进化体中那样调控的目的开展，而在过描述YFP-VIK的图片背景下那样调控的目的降低（图6）。最后，有点ERF13的区别磷碱化养成网和磷酸解离进化体的过描述绿色藤本观赏藤本植物系，发展ERF132A-Myc（磷酸解离）的绿色藤本观赏藤本植物系LR导致比较少，而ERF132D-Myc（磷碱化养成网）的绿色藤本观赏藤本植物系LR导致略多。这导致体现了，VIK介导的ERF13磷碱化和溶解有助于了LR的导致。 
图6 VIK介导的ERF13磷酸性反应驱动LR的会出现
07、VIK在侧根发肓中磷酸性反应并安全稳定LBD18蛋白酶
在阐述二个VIK T-DNA导入DNA变异体（vik-2和vik-3），看到与天然的型对比，DNA变异体的侧根（LR）强度单位、LR原基（LRP）和已出现阴茎成长发育成熟的LR为显著少，愈加是vik-2（图7）。相对，过把你想表达出来方式VIK的转DNA主茎展现出LR强度单位添加。除外，在vik-2DNA变异体经验下把你想表达出来方式VIK的转DNA主茎回复了LR出现阴茎成长发育成熟缺欠。出现素补救实验操作表述，vik-2DNA变异体对出现素成脂的LR出现阴茎成长发育成熟影响减退，表述VIK在出现素国家宏观调控LR出现阴茎成长发育成熟中树立最为关键的能力。 
图7 VIK 在LR出现的时候中真接磷碱化和平稳LBD18球蛋白
PART 02 好文章总结ppt
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。这项研究通过磷过酸蛋清质组学概述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介导的萌发素数据信息调控侧根变成
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、表达血清质组学、分泌组学、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—高纵深DIA·磷过酸呈现组，采用创新丰度技术设备+Astral DIA，超高深度赋能低丰度磷酸化蛋白/位点发掘，单针最高可实现动物界模板10w+、沉水植物模板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！
基准医学文献：
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.
特别关注媒体号
了解小华书
