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碱化装饰组学、LC-MS/MS磷碱化位点研究技术服务。
日文一级标题：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
繁体中文宝贝标题：VIK介导的生长素信号调节拟南芥侧根发育
客服企业单位：山东大学
理论研究材质：拟南芥侧根
拜谱提高技术设备：磷硝化作用绘制组学、LC-MS/MS磷硝化作用位点概述
设计设想：
PART 01 研究分析数据
01、繁殖素利于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小时后进行磷过酸血清质酚类化合物析，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 滋生素提高VIK的磷碱化及转录
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碱化实验室。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）。
通过酒曲双有性杂交研究分析（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶同质影像实验英文（LCI）证实了VIK与TMK1之间存在直接相互作用，并且休外磷硝化作用实验表明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）。城市热力图按量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 介导的叶绿素信息关键改善 LR 成长
经由分折5个VIK T-DNA导入变动体（vik-2和vik-3），找到与天然的型差距，变动体的LR体积密度计算、LR原基（LRP）和已發育的LR不错抑制，尤其是是vik-2（图2）。反，过表示VIK的转基因植物组植物组茎叶现象出LR体积密度计算不断增加。于此，在vik-2变动体底色下表示VIK的转基因植物组植物组茎叶灰复了LR發育常见问题。滋生的素治理实验性证实，vik-2变动体对滋生的素介导的LR發育现象减退，证实VIK在滋生的素调整LR發育中起着重要性角色。 
图2 VIK介导的出现素预警径路顺向国家宏观调控LR的發育
03、VIK 与ERF13 开始力学可视化交互
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、双碳原子荧光同质 （BiFC）和抗体共悠长岁月中调查（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相护目的
04、VIK以双面馈的办法干预ERF13磷酸性反应
通过磷过酸球蛋白组学阐述，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）。点突变率遇到显著降低了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以正反两面馈原则磷过酸ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷碱化带动ERF13降解塑料
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）。通过身体之外试验和身体内部试验，发现VIK能够促进ERF13的降解。进一步通过磷酸模拟仿真和磷酸灭活突变率体的实验，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。最后亚肿瘤细胞地位分析一下表明，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 介导的磷硝化作用加速度了ERF13光降解
06、VIK 介导的 ERF13 磷过酸改善 LR 的有
研发进一歩浅谈了VIK干预的ERF13吸附在侧根（LR）发展中的效用。能够 更与众不同于转遗传基因常绿花草系的LR表型，看到过表达出来爱爱ERF13缓和了LR的经常诞生，在vik突变性体中这缓和效用开展，而在过表达出来爱爱YFP-VIK的经验下这缓和效用弱化（图6）。不但，更ERF13的与众不同于磷硝化作用模拟网仿真和磷酸解离遗传变异体的过表达出来爱爱常绿花草系，看到ERF132A-Myc（磷酸解离）的常绿花草系LR经常诞生少些，而ERF132D-Myc（磷硝化作用模拟网仿真）的常绿花草系LR经常诞生略多。这最终表面，VIK介导的ERF13磷硝化作用和吸附可以淡化了LR的经常诞生。 
图6 VIK介导的ERF13磷酸性反应驱动LR的出现了
07、VIK在侧根骨骼发育中磷过酸并稳定性LBD18淀粉酶
用定量分析二个VIK T-DNA复制变动体（vik-2和vik-3），发展与野外型好于，变动体的侧根（LR）导热系数计算、LR原基（LRP）和已发肓的LR更为明显削减，尤其是是vik-2（图7）。对立，过传达VIK的转DNA植物展示出LR导热系数计算加入。于此，在vik-2变动体环境下传达VIK的转DNA植物恢复如初了LR发肓一些缺陷。滋生素操作实验操作表述，vik-2变动体对滋生素引发的LR发肓反应迟钝降低，表述VIK在滋生素干预LR发肓中充分调动主要反应。 
图7 VIK 在LR构成步骤中间接磷过酸和不稳定性LBD18蛋白酶
PART 02 文章标题个人心得体会
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球蛋白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介导的发展素手机信号调接侧根组成
PART 03 拜谱个人总结
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，可提供完善成熟的核脂肪酸组学、体现核脂肪酸组学、代谢率组学、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—超长宽度DIA·磷过酸呈现组，采用创新生物富集技术水平+Astral DIA，超高深度赋能低丰度磷酸化蛋白/位点发掘，单针最高可实现部分动物子模板10w+、常绿植物子模板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！
分类论文：
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.
点赞人们号
大家关注和小红书官网
