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修饰语组学、LC-MS/MS磷过酸位点研究技术服务。
用英文怎么说名称：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
中文名字名称：VIK介导的生长素信号调节拟南芥侧根发育
买家政府部门：山东大学
探讨材质：拟南芥侧根
拜谱出示技能：磷碱化表达组学、LC-MS/MS磷碱化位点概述
实验思绪：
PART 01 实验效果
01、植物的生长素加速VIK的磷碱化以至于转录
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小时后进行磷碱化蛋清质类物质析，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 植物生长素有利于促进VIK的磷过酸举例说明转录
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碱化测试。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）。
通过酵母粉双杂交种介绍（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶互补式显像实验操作（LCI）证实了VIK与TMK1之间存在直接相互作用，并且身体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）。及时一定量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 介导的叶绿素数据良好调节作用 LR 健康发育
完成数据分析一个VIK T-DNA插进遗传遗传基因遗传遗传基因变异体（vik-2和vik-3），发展与野外型不同于，遗传遗传基因遗传遗传基因变异体的LR孔隙率、LR原基（LRP）和已健康胸部成长的LR同质性增多，还是比较是vik-2（图2）。相悖，过展示VIK的转遗传遗传基因茎秆具体表现出LR孔隙率增大。前者，在vik-2遗传遗传基因遗传遗传基因变异体原型下展示VIK的转遗传遗传基因茎秆修复了LR健康胸部成长一些缺陷。发展期素操作实验室证实，vik-2遗传遗传基因遗传遗传基因变异体对发展期素诱导型的LR健康胸部成长化学反应降低，证实VIK在发展期素调节用处LR健康胸部成长中更好地发挥重中之重用处。 
图2 VIK介导的出现素4g信号径路同向管控LR的发育期
03、VIK 与ERF13 使用高中物理人机交互
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、双大分子荧光互补性 （BiFC）和免疫细胞共凝固研究（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充分反应
04、VIK以正反面馈的方式英文管控ERF13磷碱化
通过磷硝化作用蛋白质组学分折，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）。点基因突变遇到显著降低了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以正负极馈的方法磷碱化ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷酸性反应催进ERF13可降解
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）。通过休外科学实验所和体内的科学实验所，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基因变异体的实验，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。最后亚组织导航定位研究分析表明，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 介导的磷过酸加速度了ERF13生物降解
06、VIK 介导的 ERF13 磷碱化调理 LR 的显现
设计下一步骤研究方案了VIK控制的ERF13生物光降解在侧根（LR）健康成长中的效果。利用会相对比较有所差异转基因食品组观赏草本花卉系的LR表型，发觉过表述ERF13减小了LR的出現，在vik遗传变异体中种减小效果增加，而在过表述YFP-VIK的图片背景下种减小效果减小（图6）。除此以外，会相对比较ERF13的有所差异磷过酸模以和磷酸解离遗传变异体的过表述观赏草本花卉系，发觉ERF132A-Myc（磷酸解离）的观赏草本花卉系LR出現少些，而ERF132D-Myc（磷过酸模以）的观赏草本花卉系LR出現略多。等等最后意味着，VIK介导的ERF13磷过酸和生物光降解提高网站了LR的出現。 
图6 VIK介导的ERF13磷硝化作用驱动LR的诞生
07、VIK在侧根生长发育中磷酸性反应并保持稳定LBD18蛋白酶
用进行分析两种VIK T-DNA导入变异体（vik-2和vik-3），遇到与原生态型不同之处，变异体的侧根（LR）溶解度单位、LR原基（LRP）和已骨骼健康成长的LR有效减掉，非常是vik-2（图7）。相近，过传达VIK的转表观遗传食品遗传茎叶突出表现出LR溶解度单位提高。凡此种种，在vik-2变异体经验下传达VIK的转表观遗传食品遗传茎叶治愈了LR骨骼健康成长通病。成长的素办理實驗是因为，vik-2变异体对成长的素诱惑的LR骨骼健康成长发应变弱，是因为VIK在成长的素宏观调控LR骨骼健康成长中充分利用根本用处。 
图7 VIK 在LR达成时候中随便磷过酸和可靠LBD18蛋清
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。这项研究通过磷酸性反应球核苷酸组学分折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介导的生长期素讯号可以调节侧根演变成
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，可提供完善成熟的血清质组学、突显血清质组学、细胞代谢组学、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—超标长度DIA·磷过酸突显组，采用创新丰度的技术+Astral DIA，超高深度赋能低丰度磷酸化蛋白/位点发掘，单针最高可实现节肢动物样表10w+、草本植物样表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！
分类论文毕业论文：
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.
观注大家号
注意红红书
