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淡化组学、LC-MS/MS磷碱化位点具体分析技术服务。
用英文怎么说文章标题：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
中文版文章标题：VIK介导的生长素信号调节拟南芥侧根发育
玩家行业：山东大学
探索材料：拟南芥侧根
拜谱展示 技能：磷碱化突显组学、LC-MS/MS磷碱化位点研究
学习想法：
PART 01 钻研结果显示
01、衍生素推进VIK的磷酸性反应还有转录
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清质多组分析，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 生长的素带动VIK的磷碱化试述转录
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报告。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）。
通过发酵粉双杂交育种定性分析（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶相容激光散斑实验英文（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）。随时参考值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 介导的叶绿素警报积极参与国家宏观调控 LR 發育
可以通过解析两只VIK T-DNA添加图片变动的的的体（vik-2和vik-3），看见与原生态型相对于，变动的的的体的LR强度、LR原基（LRP）和已骨骼健康成长的LR重要减掉，特别是vik-2（图2）。相悖，过表答VIK的转基因食品组食品遗传主茎特征出LR强度上升。不仅而且，在vik-2变动的的的体题材下表答VIK的转基因食品组食品遗传主茎恢复过来了LR骨骼健康成长不足。发芽素补救研究证实，vik-2变动的的的体对发芽素诱骗的LR骨骼健康成长生理反应衰弱，证实VIK在发芽素监测LR骨骼健康成长中起关键性的功效。 
图2 VIK介导的的生长素信号灯信号通路单向调节作用LR的发育状况
03、VIK 与ERF13 来进行初中物理互动
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、双碳原子荧光互补原理 （BiFC）和免疫检测共发展实验报告（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互为能力
04、VIK以双面馈的玩法干预ERF13磷硝化作用
通过磷碱化球蛋白组学深入分析，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）。点甲基化发展显著降低了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以正反两面馈方试磷硝化作用ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷碱化有利于促进ERF13吸附
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）。通过休外测试和体内的测试，发现VIK能够促进ERF13的降解。进一步通过磷酸模拟训练和磷酸降解基因变异体的实验，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。最后亚生殖细胞追踪定位研究表明，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 介导的磷酸性反应加速器了ERF13降解塑料
06、VIK 介导的 ERF13 磷碱化上下调整 LR 的存在
科研进一个步骤探究了VIK自我调节的ERF13吸附在侧根（LR）發育中的使用。顺利通过会相对各不相同的转DNA草本花卉系的LR表型，遇到过传达ERF13仰制性了LR的遇到，在vik突变的体中种仰制性使用明显增强，而在过传达YFP-VIK的历史背景下种仰制性使用减小（图6）。不仅而且，会相对ERF13的各不相同的磷碱化虚拟仿真和磷酸灭活突变体的过传达草本花卉系，遇到ERF132A-Myc（磷酸灭活）的草本花卉系LR遇到减少，而ERF132D-Myc（磷碱化虚拟仿真）的草本花卉系LR遇到略多。这种后果表达，VIK介导的ERF13磷碱化和吸附利于了LR的遇到。 
图6 VIK介导的ERF13磷过酸带动LR的显示
07、VIK在侧根发展中磷硝化作用并平稳LBD18淀粉酶
使用具体分析两大VIK T-DNA嵌入变动体（vik-2和vik-3），得知与天然的型相对，变动体的侧根（LR）导热系数、LR原基（LRP）和已发肓的LR显著性减小，特别是在是vik-2（图7）。反向，过把你想呈现出来VIK的转人类基因食品遗传茎叶症状出LR导热系数提升。不仅如此，在vik-2变动体大环境下把你想呈现出来VIK的转人类基因食品遗传茎叶灰复了LR发肓不足。种植素治疗实验操作得出结论，vik-2变动体对种植素成脂的LR发肓生理反应减低，得出结论VIK在种植素调整LR发肓中发挥出来重要性能力。 
图7 VIK 在LR构成方式中同时磷硝化作用和不稳定性LBD18蛋清
PART 02 内容个人心得体会
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。这项研究通过磷过酸蛋白酶质组学讲解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介导的生长期素的信号设定侧根建成
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，可提供完善成熟的蛋清质组学、淡化蛋清质组学、消化吸收组学、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—过高深浅DIA·磷硝化作用突显组，采用创新丰度技术水平+Astral DIA，超高深度赋能低丰度磷酸化蛋白/位点发掘，单针最高可实现哺乳动物范本10w+、绿色植物范本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！
关联性资料：
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.
关注新闻大众用户群体号
注重和微博
