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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-二硫键腐蚀反应还原系统酶，在催化腐蚀底物蛋清质中二加硫物的腐蚀反应和重排中起着至关主耍的的反应。在草本花卉中，PDI主耍参于调结种子图片种子发芽和发育状况，有助于胚乳中储放蛋清的腐蚀反应折叠型，还是有助于花粉的反应的产生。虽然，PDI在根部生长发育中的的反应原来没了探讨过。

202几年三月份，西北部大学考研刘亚楠创业团队在IJMS（IF=5.6）上先生发表了名为“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的探索开题报告。该探索凭借PDI小分子抑制剂16F16取除PDI什么是基因组，若想探究什么是基因组缺少对观赏绿色植物的干扰。最终呈现，16F16治理凸显压制拟南芥根部的生长的。为了更好地提高认识骤探究16F16治理的干扰，编辑选择转录组测序和TMT降钙素原检测蛋清质组学对治理过的根完成了表述谱深入分析一下。几组学整合深入分析一下折射出了16F16治理下拟南芥苗芽根部不但缩减的自我调节网络数据，常见涉及到苯丙烷菌物合成视频和观赏绿色植物肾上腺素的信号转导方式。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

为了能研究性学习16F16操作对根茎发芽的导致，来进行了根茎张拉的用量不良反应测试。最终反映16F16操作对拟南芥根茎发芽有重要控做成用，且不断地16F16有机废气浓度的多，对根茎的控做成用渐渐的明显增强。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

作著依据对16F16加工组和剖析组做好转录组测序看到，16F16加工后共分994个区别理解遗传dna，之中330个遗传dna调涨，664个遗传dna调整。调整遗传dna的用户高远于调涨理解遗传dna的用户。故而，是可以估测16F16加工后PDI生物的可以减弱诱发些各种有关的淀粉酶的翻折被作用，故而可以减弱了各种有关的遗传dna理解的现象（图1A）。因为进每一步科研拟南芥根还缩短的氧分子措施，的使用TMT核胆固醇组学概述了剖析组和整理组左右核胆固醇谱的变化规律。共签别出120个DEPs，中间53个上浮核核核球蛋白和68个降低核核核球蛋白，表明3个与拟南芥根茎健康成长涉及到的的DEPs均降低（图1B）。

亚細胞位置定位是决心蛋清质功能性的主要因素分析。用Uniprot平台对DEPs的亚癌神经元位置精确位置使用分析。表明分析结杲，DEPs通常坐落在膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs通常位置定坐落在癌神经元膜这史实进一大步可以了此前的显示。因为，位置定坐落在膜的DEPs对16F16处置有反映，并能够印象拟南芥幼株的根长发育期（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的剖析或者DEPs的亚受损细胞标记

(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

为研究方案拟南芥根部在16F16净化处理后的房产调控机能，可以借助GO含有分折对DEGs和DEPs的性能特性做出归类。在转录组测序，GO归类报告单界面显示，BP类型中更为明显含有的DEGs注解为“对促使的表现”、“对水压的表现”和“对物理化学式的表现”，DNA数不同为344个、231个大概和194个（图2A）。以上生物体制品时中再降DNA的标准很高，是因为16F16净化处理也许关键可以借助治理和改善与促使表现、胁迫表现和物理化学式表现涉及到的的时来拉低作物对胁迫的表现。KEGG数字手机信号灯环路分折是因为，DEGs在“苯丙烷生物体制品合成视频”、“作物-病源体互不用途”、“作物生长缴素数字手机信号灯转导”、“木薯淀粉和绵白糖分解代谢”和“MAPK数字手机信号灯数字手机信号灯环路-作物”等经由中含有。除作物生长缴素数字手机信号灯转导数字手机信号灯环路外，其它4种数字手机信号灯环路中再降DNA较多（图2B）。

按照蛋白质组学结果探讨会发现，KEGG中显著性聚集的前10个是“苯丙烷类生态学技术结合”、“光合功效”、“各种各样的草木次生产生转化物的生态学技术结合”、“次生产生转化物的生态学技术结合”相应“产生转化有效途径”（图2D）。

图2|一定的对比把你想表达方式出来DNA和一定的对比把你想表达方式出来球氨基酸的信号通路具体分析、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

考虑到阐明DEGs和DEPs中间的有关系性，我们对转录组和核脂肪酸组做了共同分享一下。共验测到16个各有DEGs，16个DEGs表述市场需求一模一样，2个DEGs表述市场需求颠倒。随后不久做了KEGG丰度分享一下，最终结果认为DEGs和DEPs角度丰度了苯丙烷类怪物人工方式，第三步认为苯丙烷类怪物人工方式是损害拟南芥苗芽植株大的重要性方式（图3)。

图3|转录组和血清组的连合数据分析

(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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