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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）就是一种硫醇-二硫键硫化物物重置酶，在离子液体底物蛋清质中二混炼物的硫化物物和重排中起着至关非常重要的影响。在草本植物中，PDI注意参入控制种子地址发芽和健康成长，驱动胚乳中处理蛋清的硫化物物收折，同样有助于花粉量的生成。显然，PDI在根部生张中的影响原来不会的研究过。

202多年三月份，西南大家刘亚楠专业团体在IJMS（IF=5.6）上提出了名为“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的探索职称论文。该探索充分利用PDI小分子抑制剂16F16避开PDI遗传染色体，故而探讨遗传染色体短缺对仿真树木的影向。最后取决于，16F16正确操作清晰压制拟南芥根茎的成长。方便进这一步探讨16F16正确操作的影向，小说作家采用转录组测序和TMT降钙素原检测核营养物质组学对正确操作过的根采取了展示谱分折。几组学综合分折阐述了16F16正确操作下拟南芥植株根茎减小的宏观调控无线网络，具体涵盖苯丙烷菌物转化成和仿真树木生长激素手机信号转导有效途径。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

为了让来探寻16F16加工对植株繁殖的危害，完成了植株伸展的极量发应做实验的时候。后果证实16F16加工对拟南芥植株繁殖有为显著可以抑加工制的的作用，且因为16F16有机废气浓度的加剧，对植株的可以抑加工制的的作用慢慢改善。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

小说作者在对16F16治理组和较组确定转录组测序感觉，16F16治理后有994个异同展示DNA遗传，进来330个DNA遗传调整，664个DNA遗传调低。调低DNA遗传的用户欧亚于调整展示DNA遗传的用户。如此，都可以得出16F16治理后PDI灵活性的可减缓以至于哪些各种有关于蛋白酶的拆卸获得干扰，导致可减缓了各种有关于DNA遗传展示的新趋势（图1A）。为了让进三步设计拟南芥根还缩短的大分子机理，采用TMT高血清酶质组学深入分析了照表组和处理组互相高血清酶质谱的变化无常。共监定出120个DEPs，在其中53个调涨高血清酶和6七个调低高血清酶，出现 3个与拟南芥根部健康发育涉及到的DEPs均调低（图1B）。

亚細胞定位系统是决策核氨基酸性能的关键的主观因素。用Uniprot平台网站对DEPs的亚癌上皮细胞位置使用预侧。只能根据预侧毕竟，DEPs一般是在膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs一般位置于癌上皮细胞这些事实上进一大步的支持了原本的找到。如此，位置于膜的DEPs对16F16处理有响应，并也许直接影响拟南芥苗芽的根长生长发育（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的介绍、DEPs的亚上皮细胞定位系统

(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

为的研究拟南芥根茎在16F16净化加工处理后的政策调控规则，能够GO聚集分折对DEGs和DEPs的工作优点展开的种类。对於转录组测序，GO的种类最终显示信息，BP分类中强势聚集的DEGs参考文献标注为“对的有趣的使用”、“对压差的使用”和“对化工上的使用”，遗传人类基因组数差别为344个、232个和194个（图2A）。上面的微海洋生物期间中上涨遗传人类基因组的比率很高，表述16F16净化加工处理有机会最主要的能够控制与的有趣使用、胁迫使用和化工上使用涉及到的的期间来缩减树木对胁迫的使用。KEGG径路分折表述，DEGs在“苯丙烷微海洋生物炼制”、“树木-病原菌体能够使用”、“树木雄激素类的数据转导”、“木薯淀粉和绵白糖新陈代谢”和“MAPK的数据径路-树木”等途经中聚集。除树木雄激素类的数据转导径路外，别4种径路中上涨遗传人类基因组较多（图2B）。

进行蛋白质组学结果了解察觉，KEGG中更为明显聚集的前10个是“苯丙烷类菌物分解”、“光合影响”、“所有草本花卉次生消化吸收物的菌物分解”、“次生消化吸收物的菌物分解”并且 “消化吸收手段”（图2D）。

图2|相互影响传达基因遗传和相互影响传达蛋白酶质的通道了解、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

是为了蕴含DEGs和DEPs范围内的有关于性，小说作者对转录组和淀粉酶质组做了协同浅析。共检测工具到16个总计有DEGs，1几个DEGs表述走势相当，6个DEGs表述走势不同。接着做了KEGG聚集浅析，最终结果证明DEGs和DEPs高宽比聚集了苯丙烷类海洋生物学自动组成方式，第三步证明苯丙烷类海洋生物学自动组成方式是导致拟南芥秧苗根部发育状况的比较重要方式（图3)。

图3|转录组和蛋白酶组的联和具体分析

(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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