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IJMS | 多组学联合解析二硫键异构酶对拟南芥根系生长的调控机制

发布时间：2024-07-24

蛋清质二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）是种硫醇-二硫键被腐蚀还原故宫场景酶，在催化反应底物蛋清质中二加硫物的被腐蚀和重排中起着至关决定性的功效。在苔藓植物中，PDI通常参与到调控迅雷种子发芽和发展，有利于促进胚乳中保管蛋清的被腐蚀拆叠，都有助于花粉量的导致。或许，PDI在植株种植中的功效一年前沒有理论研究过。

202历经四年2月，大西北大专刘亚楠专业团体在IJMS（IF=5.6）上说出了一篇“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的钻研参考文献。该钻研利于PDI小分子抑制剂16F16取除PDI什么是基因遗传，而使深入浅析方案什么是基因遗传缺乏对绿植的作用。数据阐明，16F16治理严重可抑制拟南芥根部的萌发。要想进几步深入浅析方案16F16治理的作用，做者食用转录组测序和TMT酶联免疫法淀粉酶质组学对治理过的根使用了表达爱谱浅析。多个学携手浅析反映了16F16治理下拟南芥苗芽根部降低的国家宏观调控网上，主要设及苯丙烷生物体制作而成和绿植雌激素电磁波转导路径。拜谱生物为该研究成果提供了转录组测序和TMT定量蛋白质组学技术，这项研究增强了我们对PDIs在拟南芥根系生长中的重要作用的理解，并为16F16处理后根部缩短的调节机制提供了见解。

文章名称：Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis（IJMS，IF=5.6，2024.3）

客户单位：西北大学

研究材料：拟南芥

拜谱提供技术：转录组测序、TMT定量蛋白质组学

研究结果

16F16胁迫会抑制拟南芥根系生长

为了能够研究性16F16正确处置对植株衍生的的影响，去了植株张拉的分子量影响疲劳试验。后果证明16F16正确处置对拟南芥植株衍生有可观压定制用，且渐渐16F16质量浓度的开展，对植株的压定制用慢慢开展。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

编辑对其进行对16F16操作组和差表组对其进行转录组测序发展，16F16操作后有994个区别传达遗传遗传遗传DNA遗传遗传，中间330个遗传遗传遗传DNA遗传遗传上浮，664个遗传遗传遗传DNA遗传遗传变动。变动遗传遗传遗传DNA遗传遗传的用量欧亚于上浮传达遗传遗传遗传DNA遗传遗传的用量。于是，能够推算16F16操作后PDI亲水性的遏制诱发有一些有关蛋白酶的折叠式感受到影晌，于是遏制了有关遗传遗传遗传DNA遗传遗传传达的发展（图1A）。方便进那步探索拟南芥根减少的分子结构长效机制，用TMT蛋清质组学研究分析了比对组和正确处理组中蛋清质谱的改变。共监定出120个DEPs，但其中53个调涨蛋清和64个降低蛋清，看见3个与拟南芥根茎成长发育涉及到的DEPs均降低（图1B）。

亚受损细胞分析是决定了血清质模块的根本各种因素。安全使用Uniprot平台网站对DEPs的亚神经内部市场精确位置来进行预计。要根据预计可是，DEPs包括座落在膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs包括市场定座落在神经内部膜某一情况进那步搭载了原本的出现。但是，市场定座落在膜的DEPs对16F16治疗有发生反应，并有机会影向拟南芥幼株的根长成长发育（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的进行分析或是DEPs的亚血细胞分析

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

差异表达基因和差异表达蛋白质的通路分析

为分享拟南芥植株在16F16处里后的自我调节体制，能够GO含有分享对DEGs和DEPs的性能共同点确定进行的分类。相对转录组测序，GO进行的分类但是提示，BP行业类别中明显含有的DEGs标注为“对的促使的发应”、“对压力值的发应”和“对化学工业上的的发应”，DNA数依次为344个、235个和194个（图2A）。以上微生物体具体步骤中调低DNA的数量很高，表面16F16处里也许注意能够可抑制与的促使发应、胁迫发应和化学工业上的发应有关于的具体步骤来降低了值物对胁迫的发应。KEGG径路分享表面，DEGs在“苯丙烷微生物体制作而成”、“值物-副猪嗜血杆菌体互不效果”、“值物抗生素卫星讯号转导”、“木薯淀粉和绵白糖新陈代谢”和“MAPK卫星讯号径路-值物”等前提条件中含有。除值物抗生素卫星讯号转导径路外，一些4种径路中调低DNA较多（图2B）。

能够蛋白质组学结果解析发觉，KEGG中明显丰度的前10个是“苯丙烷类微动物合并”、“光合帮助”、“各种各样沉水植物次生分解物的微动物合并”、“次生分解物的微动物合并”各种“分解前提条件”（图2D）。

图2|异同表述DNA和异同表述氨基酸质的通道阐述、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

为了能具体浅析DEGs和DEPs相互的相关内容性，做者对转录组和血清质组实行了协同浅析。共检则到16个共出DEGs，17个DEGs抒发现象相似，一个DEGs抒发现象相对。很快实行了KEGG生态学聚集浅析，效果得出结论DEGs和DEPs位置生态学聚集了苯丙烷类生态学获得图片经由，又一次得出结论苯丙烷类生态学获得图片经由是决定拟南芥小苗植株发育成熟的重要的经由（图3)。

图3|转录组和核蛋白组的整合定性分析

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

拜谱小结

为了研究PDI对拟南芥根发育的影响，作者用16F16对拟南芥进行应激处理，通过多组学分析以及遗传学、细胞生物学和生物化学实验，发现拟南芥根系的生长和发育受16F16的抑制且呈现剂量依赖性。本研究揭示了AtPDIs在根系生长发育中的潜在功能和机制，为未来PDI在拟南芥或其他植物中的功能研究奠定了基础。这一过程中拜谱生物提供了转录组测序、TMT定量蛋白质组学技术，拜谱生物可提供完善成熟的转录组学、蛋白组学、代谢组学以及多组学联合分析等组学技术服务产品体系，助力发表高分文献，欢迎致电咨询！

参考文献：Liu Y, Song P, Yan M, Luo J, Wang Y, Fan F. Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis. Int J Mol Sci. 2024 Mar 22;25(7):3596. doi: 10.3390/ijms25073596

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