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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

淀粉酶质二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）都是种硫醇-二硫键防被被氧化恢复备份酶，在促使底物淀粉酶质中二混炼物的防被被氧化和重排中起着至关基本的用途。在仿真植物中，PDI基本进入调高种子视频生长的和成长发育，有利于促进胚乳中存放淀粉酶的防被被氧化翻折，就有助于油菜蜜的进行。但是，PDI在植株生长的中的用途己前不存在理论研究过。

2023年1月，东南二本大学刘亚楠销售团队在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”的探讨综述。该探讨充分利用PDI小分子抑制剂16F16的还原PDI表观遗传，最后理论理论研究表观遗传受损对绿色仿真植物的影晌。效果体现了，16F16操作显眼房产调控拟南芥植株的发育。为了能够进一步明确一个脚印理论理论研究16F16操作的影晌，小说拜谱生物选用转录组测序和TMT定量剖析淀粉酶质组学对操作过的根来进行了表达方法谱剖析。几组学聯合剖析证明了16F16操作下拟南芥幼株植株缩减的房产调控网，常见涉及到的苯丙烷海洋生物合成图片和绿色仿真植物皮质激素数据信号转导路线。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工作对植株生张期的决定，做了植株拉伸应变的用药量症状试验检测。结论表示16F16工作对拟南芥植株生张期有为显著可抑加工制意义，且随之16F16质量浓度的加大，对植株的可抑加工制意义不断增強。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

作家根据对16F16解决组和比较组做好转录组测序会发现，16F16解决后通用994个一定的差异传达出来人类什么是dna，在其中330个人类什么是dna调整，664个人类什么是dna调低。调低人类什么是dna的人数长远于调整传达出来人类什么是dna的人数。因而，行预测出16F16解决后PDI可溶性的可促使造成很多涉及核蛋白的折叠式因为损害，才能可促使了涉及人类什么是dna传达出来的的趋势（图1A）。考虑到进每一步钻研拟南芥根减小的碳原子共识机制，适用TMT核血清酶质组学定量分析了差表组和处置组中间核血清酶质谱的改变。共检测出120个DEPs，里面53个调涨核血清酶和6七个再降核血清酶，发觉3个与拟南芥根茎骨骼发育想关的DEPs均再降（图1B）。

亚细胞膜准确定位是选择高蛋白质效果的重点要素。选择Uniprot企业网站对DEPs的亚血细胞系分析实现預測。利用預測成果，DEPs主耍为于膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs主耍分析于血细胞系膜这类观点进两步不支持了原先的遇到。之所以，分析于膜的DEPs对16F16治理有化学反应，并会后果拟南芥幼株的根长成长（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的研究或者DEPs的亚人体细胞位置定位

(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

为探究拟南芥根茎在16F16操作后的调空共识机制，经由GO聚集研究阐述对DEGs和DEPs的功能模块症状使用分为。相对转录组测序，GO分为效果体现，BP门类中有关的性聚集的DEGs参考文献标注为“对热血的不良体现迟钝”、“对负压的不良体现迟钝”和“对无机化学上的的不良体现迟钝”，dna数各分为为344个、235个和194个（图2A）。这些动物制品操作方式中下降dna的比例图很高，得出结论16F16操作也许核心经由调控与热血不良体现迟钝、胁迫不良体现迟钝和无机化学上的不良体现迟钝有关的的操作方式来减低动树木对胁迫的不良体现迟钝。KEGG通道研究阐述得出结论，DEGs在“苯丙烷动物制品合成图片”、“动树木-脑膜炎奈瑟菌体相护用途”、“动树木荷尔蒙数据信息转导”、“小麦淀粉和绵白糖分解代谢”和“MAPK数据信息通道-动树木”等方法中聚集。除动树木荷尔蒙数据信息转导通道外，一些4种通道中下降dna较多（图2B）。

确认蛋白质组学结果解析得知，KEGG中有明显丰度的前10个是“苯丙烷类微怪物体获得”、“光合目的”、“一些草木次生分解分泌物的微怪物体获得”、“次生分解分泌物的微怪物体获得”或是“分解分泌途经”（图2D）。

图2|之间的关系呈现出来dna和之间的关系呈现出来营养素质的环路介绍、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

想要蕴含DEGs和DEPs当中的为重要性性，原作者对转录组和脂肪酸质组参与了连合研究定性分析。共查测到16个就有DEGs，1五个DEGs描述趋向相当，3个DEGs描述趋向相反的词语。接下来参与了KEGG含有研究定性分析，結果阐明DEGs和DEPs长度含有了苯丙烷类怪物分解成前提条件，在此阐明苯丙烷类怪物分解成前提条件是反应拟南芥幼株根茎骨骼发育的为重要前提条件（图3)。

图3|转录组和核蛋白组的联办深入分析

(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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