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绘制组学、LC-MS/MS磷碱化位点探讨技术服务。
英文字母问题：VIK-Mediated Auxin Signaling Regulates Lateral Root Development in Arabidopsis（Advanced Science，IF=14.3，2024.07）
繁体中文主题词：VIK介导的生长素信号调节拟南芥侧根发育
朋友行业：山东大学
科研材料：拟南芥侧根
拜谱保证高技术：磷碱化体现组学、LC-MS/MS磷碱化位点解析
调查构思：
PART 01 实验报告
01、生张素推动VIK的磷硝化作用基本转录
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小时后进行磷过酸蛋白酶质混合物析，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 种植素促进会VIK的磷碱化十分转录
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科学实验。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研究分析（Y2H）和烟草叶片中的荧光素酶互替影像实验室（LCI）证实了VIK与TMK1之间存在直接相互作用，并且身体之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）。随时一定量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 介导的叶绿素走势正面政策调控 LR 健康发育
借助进行分析两VIK T-DNA放入转变体（vik-2和vik-3），发现与原生态型比较，转变体的LR黏度、LR原基（LRP）和已發育的LR显著性可以减少，更是要格外重视是vik-2（图2）。反，过展示出VIK的转染色体茎秆主要表现出LR黏度新增。因此，在vik-2转变体游戏 背景下展示出VIK的转染色体茎秆可以恢复了LR發育问题。植物的萌发素外理实验报告发现，vik-2转变体对植物的萌发素引发的LR發育发生反应变弱，发现VIK在植物的萌发素调整LR發育中发挥目的最为关键的目的。 
图2 VIK介导的种植素4g信号信号通路正方向自我调节LR的生长发育
03、VIK 与ERF13 使用数学相互
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、双原子荧光相容 （BiFC）和天然免疫共结晶实验设计（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间接用处
04、VIK以正反面馈的方法控制ERF13磷硝化作用
通过磷碱化淀粉酶组学具体分析，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）。点变异发现了显著降低了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以双面馈方试磷碱化ERF13的Ser168和Ser172位点
05、VIK介导的磷过酸有利于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）。通过身体外工作和身体内工作，发现VIK能够促进ERF13的降解。进一步通过磷酸模拟系统和磷酸灭活基因突变体的实验，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。最后亚组织细胞品牌定位探讨表明，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 介导的磷过酸加快速度了ERF13吸附
06、VIK 介导的 ERF13 磷硝化作用上下调整 LR 的导致
探究进1步讨论了VIK调空的ERF13分解在侧根（LR）發育中的角色。进行相比各不相同转什么是基因草木系的LR表型，得知过展现ERF13阻止了LR的展现，在vik突变的体中一些阻止角色下降，而在过展现YFP-VIK的背景图案下一些阻止角色下降（图6）。虽然，相比ERF13的各不相同磷过酸虚拟仿真和磷酸解离进化体的过展现草木系，得知ERF132A-Myc（磷酸解离）的草木系LR展现越少，而ERF132D-Myc（磷过酸虚拟仿真）的草木系LR展现略多。一些数据呈现，VIK介导的ERF13磷过酸和分解有助于了LR的展现。 
图6 VIK介导的ERF13磷硝化作用催进LR的出显
07、VIK在侧根发展中磷硝化作用并安全LBD18血清
实现研究分析两种VIK T-DNA放进去变动体（vik-2和vik-3），得知与也是型相信，变动体的侧根（LR）体积密度单位、LR原基（LRP）和已健康的LR为显著才能减少，特别是vik-2（图7）。反向，过形容VIK的转什么是遗传基因茎叶症状出LR体积密度单位扩大。因此，在vik-2变动体时代背景下形容VIK的转什么是遗传基因茎叶回到了LR健康疵点。生张素加工处理实验室说明，vik-2变动体对生张素诱导性的LR健康现象降低，说明VIK在生张素调节LR健康中充分利用重点功效。 
图7 VIK 在LR行成全过程中简单磷过酸和安全LBD18蛋白酶
PART 02 一篇文章个人心得体会
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。这项研究通过磷硝化作用高蛋白质组学探讨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介导的衍生素网络信号自动调节侧根转变成
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，可提供完善成熟的血清质组学、体现血清质组学、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—高长度DIA·磷酸性反应绘制组，采用创新聚集技能+Astral DIA，超高深度赋能低丰度磷酸化蛋白/位点发掘，单针最高可实现小动物范本10w+、绿植的范本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！
关联性期刊论文：
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.
关注社会网络公示社会网络公示
注重红红书
