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过酸遮盖组学、LC-MS/MS磷过酸位点定性分析技术服务。
英文版标题文字：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
中文名字标题格式：VIK介导的生长素信号调节拟南芥侧根发育
顾客方：山东大学
钻研建材：拟南芥侧根
拜谱提供了新技术：磷碱化掩盖组学、LC-MS/MS磷碱化位点探讨
分析方法：
PART 01 深入分析最终
01、出现素促使VIK的磷硝化作用举例转录
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小时后进行磷硝化作用血清质类物质析，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 繁殖素力促VIK的磷硝化作用基本转录
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践。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）。
通过酒曲双杂交种概述（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶互替成相调查（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）。公交实时参考值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 介导的叶绿素手机信号正面调空 LR 发育成熟
经过阐述这两个VIK T-DNA加上变动体（vik-2和vik-3），出现 与野山型相对于，变动体的LR孔隙率、LR原基（LRP）和已成长骨骼成长发育状况的LR相关性抑制，特别是是vik-2（图2）。不同，过理解VIK的转遗传基因水稻组植物体行为出LR孔隙率不断增加。不仅，在vik-2变动体背景图案下理解VIK的转遗传基因水稻组植物体恢复功能了LR成长骨骼成长发育状况瑕疵。发展的期素除理测试阐明，vik-2变动体对发展的期素引导的LR成长骨骼成长发育状况不良反应减小，阐明VIK在发展的期素调节管控LR成长骨骼成长发育状况中充分发挥最为关键的使用。 
图2 VIK介导的繁殖素数字信号信号通路正向着自我调节LR的大
03、VIK 与ERF13 展开数学相互
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、双分子结构荧光专一性 （BiFC）和免疫细胞共积淀實驗（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相互之间效用
04、VIK以正反面馈的措施调节管控ERF13磷碱化
通过磷过酸球蛋白组学了解，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）。点甲基化察觉到显著降低了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以正反面馈形式磷过酸ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷酸性反应使得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）。通过身体之外实验室英文和人体实验室英文，发现VIK能够促进ERF13的降解。进一步通过磷酸模拟机和磷酸灭活转变体的实验，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。最后亚癌细胞精准定位具体分析表明，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 介导的磷酸性反应变快了ERF13吸附
06、VIK 介导的 ERF13 磷硝化作用调准 LR 的突然出现
调查进的一步讨论了VIK国家宏观调控的ERF13光降解塑料在侧根（LR）健康成长中的使用。依据非常不相同转DNA观赏树木系的LR表型，发现了过展示ERF13压制了LR的经常会冒出，在vik突变率体中这类压制使用资料，而在过展示YFP-VIK的时代背景下这类压制使用弱化（图6）。不仅，非常ERF13的不相同磷酸性反应仿真和磷酸灭活变种体的过展示观赏树木系，发现了ERF132A-Myc（磷酸灭活）的观赏树木系LR经常会冒出比较少，而ERF132D-Myc（磷酸性反应仿真）的观赏树木系LR经常会冒出略多。这么多毕竟反映出，VIK介导的ERF13磷酸性反应和光降解塑料可以淡化了LR的经常会冒出。 
图6 VIK介导的ERF13磷酸性反应利于LR的会出现
07、VIK在侧根健康成长中磷酸性反应并稳固LBD18核蛋白
经由了解两人VIK T-DNA放转变体（vik-2和vik-3），发展与也是型好于，转变体的侧根（LR）体积、LR原基（LRP）和已大的LR重要限制，更是要格外重视是vik-2（图7）。相反的，过体现出VIK的转基因植物组水稻组植物的表现出LR体积提高。还有就是，在vik-2转变体的背景下体现出VIK的转基因植物组水稻组植物复原了LR大缺陷报告。产生素清理研究表面，vik-2转变体对产生素诱发的LR大发生反应削弱，表面VIK在产生素改善LR大中充分利用关键性影响。 
图7 VIK 在LR型成具体步骤中真接磷硝化作用和不稳定性LBD18淀粉酶
PART 02 文章标题个人总结
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。这项研究通过磷过酸核营养物质组学分析一下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介导的生长的素4g信号调接侧根行成
PART 03 拜谱总结ppt
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膳食纤维组学、突显核膳食纤维组学、排泄组学、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—很高深层DIA·磷硝化作用掩盖组，采用创新含有工艺+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子样表10w+、草木子样表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！
参看学术论文：
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.
重视大众用户群体号
青睐红红书
