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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

球营养素二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）就是一种硫醇-二硫键阳极被钝化备份酶，在离子液体底物球营养素中二塑炼物的阳极被钝化和重排中起着不可或缺的的的功效。在作物中，PDI注意参于调控种子视频下载不断涌现和发肓，力促胚乳中放置球球球蛋白的阳极被钝化折叠式，也是助于花粉及花粉类食物的组成。当然，PDI在根茎滋生中的的功效一年前是没有探索过。

202历经四年2月，华北大家刘亚楠团对在IJMS（IF=5.6）上发表职称论文了发表文章“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的研究分析分析职称论文。该研究分析分析进行PDI小分子抑制剂16F16我们要除PDI遗传遗传基因，而实验遗传遗传基因欠缺对蕨类草木的不良引响。后果揭露，16F16治理强烈抑止拟南芥根茎的成长。为了更好地深化骤实验16F16治理的不良引响，作家使用的转录组测序和TMT酶联免疫法蛋清质组学对治理过的根去了理解谱研究定量分析。多个学连合研究定量分析揭露了16F16治理下拟南芥秧苗根茎降低的监测网路，一般设及苯丙烷生态学获得和蕨类草木缴素移动信号转导手段。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

从而科学探究16F16治疗对根部生张的会影响，采取了根部拉伸应变的含量生理反应试验台。最终结果表达16F16治疗对拟南芥根部生张有取得能够抑生产制功效，且正在逐步16F16酸度的增添，对根部的能够抑生产制功效正在逐步减弱。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

诗人采用对16F16完成加工组和参考组完成转录组测序挖掘，16F16完成加工后一共994个地域差异描述染色体遗传，但其中330个染色体遗传调涨，664个染色体遗传降低。降低染色体遗传的的数量统计高远于调涨描述染色体遗传的的数量统计。因为，行推断出16F16完成加工后PDI吸附性的能够可以抑制然而导致有一些涉及到的血清的收放会受到危害，然而能够可以抑制了涉及到的染色体遗传描述的趋势分析（图1A）。是为了进步深入深入分析拟南芥根节约的大分子缘由，应用TMT氨基酸质组学深入分析了比组和解决组范围内氨基酸质谱的转化。共签别出120个DEPs，之中53个上浮氨基酸和68个调低氨基酸，发觉3个与拟南芥植株發育各种相关的DEPs均调低（图1B）。

亚细胞膜wifi定位是绝对蛋白酶质特点的关键点重要因素。选用Uniprot小程序对DEPs的亚神经元产品位置定位功能采取预侧。据预侧结杲，DEPs主耍坐落于膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs主耍产品位置定位功能于神经元膜上述法律事实进一大步可以了原先的发现了。因，产品位置定位功能于膜的DEPs对16F16整理有生理反应，并也许影晌拟南芥秧苗的根长健康发育（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的研究与DEPs的亚受损细胞地位

(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

为调查拟南芥植株在16F16处置后的宏观调控原则，利用GO丰度分折对DEGs和DEPs的帮助特征描述做好类型。相对转录组测序，GO类型毕竟展现，BP专业类别中为显著丰度的DEGs批注为“对兴奋的帮助”、“对气压的帮助”和“对电学的帮助”，人类染色体数分离为344个、237个和194个（图2A）。综上所述怪物制品进程中中调低人类染色体的的比例很高，表达16F16处置可能核心利用减缓与兴奋帮助、胁迫帮助和电学帮助重要性的进程中来减轻观赏树种对胁迫的帮助。KEGG环路分折表达，DEGs在“苯丙烷怪物制品转化成”、“观赏树种-副猪嗜血杆菌体相互之间帮助”、“观赏树种性雄激素手机网络手机信号转导”、“水溶性淀粉和绵白糖新陈代谢”和“MAPK手机网络手机信号环路-观赏树种”等路径中丰度。除观赏树种性雄激素手机网络手机信号转导环路外，的4种环路中调低人类染色体较多（图2B）。

经由蛋白质组学结果了解得知，KEGG中取得聚集的前10个是“苯丙烷类动物组成”、“光合帮助”、“各类藤本植物次生消化吸收物的动物组成”、“次生消化吸收物的动物组成”或者“消化吸收条件”（图2D）。

图2|差距表达出来方法遗传基因和差距表达出来方法血清质的环路进行分析、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

为了更好地反映DEGs和DEPs范围内的涉及到性，做者对转录组和脂肪酸质组来了聯合定量数据分析。共检侧到16个总共有DEGs，1几个DEGs表示走势相等，1个大概DEGs表示走势恰恰相反。自后来了KEGG聚集定量数据分析，结论呈现DEGs和DEPs髙度聚集了苯丙烷类海洋微生物结合手段，最后呈现苯丙烷类海洋微生物结合手段是影晌拟南芥幼株根部阴茎发育的非常重要手段（图3)。

图3|转录组和蛋白质组的联席分析一下

(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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