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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）都是种硫醇-二硫键腐蚀重置酶，在离子液体底物蛋清质中二加硫物的腐蚀和重排中起着至关极为重要的功能。在常绿植物中，PDI具体体验调高原材料长出和成长发育，提高网站胚乳中放置蛋清的腐蚀收放，同样有助于油菜蜜的导致。可是，PDI在根茎繁殖中的功能从前还没有分析过。

202历经四年5月，大西北大专刘亚楠组织在IJMS（IF=5.6）上发表文章了题写“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的探索文。该探索回收利用PDI小分子抑制剂16F16剔除PDIdna，于是调查dna受损对值物的影晌。的结果表示，16F16参与正确治疗比较突出治理和改善拟南芥根茎的生长期。为着进十步调查16F16参与正确治疗的影晌，编辑的使用转录组测序和TMT定量浅析蛋清质组学对参与正确治疗过的根参与了表达方式谱浅析。两组学合作浅析反映了16F16参与正确治疗下拟南芥植株根茎拉长的调节作用无线网络，核心涉及面苯丙烷生物制品提炼和值物皮质激素警报转导渠道。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

要为探究性学习16F16加工处里对植株种子发芽的引响，完成了植株长度的极量影响耐压试验。的结果认为16F16加工处里对拟南芥植株种子发芽有同质性促使功能，且伴随着16F16浓硫酸浓度的不断增加，对植株的促使功能慢慢地改善。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

做者能够对16F16操作组和剖析组确定转录组测序挖掘，16F16操作后总计有994个距离形容dna，中仅330个dna上浮，664个dna调低。调低dna的需求量长远于上浮形容dna的需求量。由于，可以得出16F16操作后PDI活性酶类的促使会造成些涉及到的淀粉酶的拆叠获得影向，故而促使了涉及到的dna形容的浪潮（图1A）。从而进一点科研拟南芥根减小的分子结构原则，在使用TMT蛋清质组学定性分析了对比组和加工处理组之間蛋清质谱的变幻。共鉴别出120个DEPs，在这当中53个上浮蛋清和65个再降蛋清，会发现3个与拟南芥根茎生长发育关联的DEPs均再降（图1B）。

亚细胞系导航定位是打算淀粉酶质功能键的的关键基本要素。选择Uniprot企业网站对DEPs的亚肿瘤生殖细胞手机地位系统做出预測。只能根据预測导致，DEPs关键为于膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs关键手机地位系统于肿瘤生殖细胞这个实际上进一个步骤鼓励了原本的得知。那么，手机地位系统于膜的DEPs对16F16净化处理有症状，并能够关系拟南芥植株的根长發育（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的数据分析甚至DEPs的亚组织精准定位

(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

为研发拟南芥根茎在16F16操作后的自我调节工作机制，凭借GO生态学技术生态学技术含有解析对DEGs和DEPs的功用功能使用区分。这对于转录组测序，GO区分最终结果显现，BP类中正相应的生态学技术生态学技术含有的DEGs注脚为“对激刺的催化不良现象”、“对压差的催化不良现象”和“对催化的催化不良现象”，遗传表观遗传数各分为为344个、237个和194个（图2A）。作出生态学技术流程中下跌遗传表观遗传的标准很高，表示16F16操作概率主要的凭借阻止与激刺催化不良现象、胁迫催化不良现象和催化催化不良现象相应的的流程来大幅度降低草木对胁迫的催化不良现象。KEGG通道解析表示，DEGs在“苯丙烷生态学技术镶嵌”、“草木-病毒体彼此之间效果”、“草木刺生长激素预警转导”、“面粉和乳糖新陈代谢”和“MAPK预警通道-草木”等方法中生态学技术生态学技术含有。除草木刺生长激素预警转导通道外，其它4种通道中下跌遗传表观遗传较多（图2B）。

凭借蛋白质组学结果概述遇到，KEGG中显著性丰度的前10个是“苯丙烷类菌物工程工程结合”、“光合能力”、“不同的绿植的次生消化吸收物的菌物工程工程结合”、“次生消化吸收物的菌物工程工程结合”并且 “消化吸收条件”（图2D）。

图2|对比探讨表述基因组和对比探讨表述血清质的径路探讨、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

只为呈现DEGs和DEPs相互的涉及到的性，小说作者对转录组和脂肪酸质组参与了协力定量阐述。共论文检测到16个共得DEGs，19个DEGs得出结论大动向同等，6个DEGs得出结论大动向不同。陆陆续续参与了KEGG生物学制品丰度定量阐述，的结果得出结论DEGs和DEPs特别生物学制品丰度了苯丙烷类生物学制品转化成途经，又一次得出结论苯丙烷类生物学制品转化成途经是影晌拟南芥苗芽植株生长发育的非常重要途经（图3)。

图3|转录组和淀粉酶组的携手分折

(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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