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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

氨基酸质二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）是种硫醇-二硫键氧化物物反应还原故宫场景酶，在催化剂的用途底物氨基酸质中二塑炼物的氧化物物反应和重排中起着至关极为重要的用途。在常绿植物中，PDI基本参与到调理种籽种子发芽和健康成长，带动胚乳中保存氨基酸的氧化物物反应叠折，有着助于油菜蜜的变成。只不过，PDI在根部繁殖中的用途现在不存在论述过。

2023年三月，大西北专科大学刘亚楠精英团队在IJMS（IF=5.6）上刊发了发表文章“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的的设计论文提纲。该的设计采取PDI小分子抑制剂16F16清掉PDIDNA，以此研究探讨研究分折DNA缺乏对仿真绿色植物的影向到。结论说明，16F16解决很深抑止拟南芥植株的绿色植物生长。要进一部研究探讨研究分折16F16解决的影向到，作家选用转录组测序和TMT定量研究分折蛋清质组学对解决过的根实现了表示谱研究分折。几组学共同研究分折揭露了16F16解决下拟南芥苗芽植株就缩短的国家宏观调控数据网络，包括牵涉到苯丙烷微生物聚合和仿真绿色植物缴素走势转导途经。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

为了让探讨16F16治理对根茎产生的决定，参与了根茎张拉的摄入量生理反应应力测试。结杲表达16F16治理对拟南芥根茎产生有有效限建设用，且日趋16F16酸度的加剧，对根茎的限建设用日趋提升。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

诗人顺利通过对16F16清理组和對照组展开转录组测序知道，16F16清理后有994个对比分析表答遗传表观遗传组，但其中330个遗传表观遗传组调涨，664个遗传表观遗传组调整。调整遗传表观遗传组的次数欧亚于调涨表答遗传表观遗传组的次数。以至于，就能够推算16F16清理后PDI抗逆性的控制引致任何相应的蛋清的申缩接受关系，关键在于控制了相应的遗传表观遗传组表答的趋向（图1A）。是为了深入一个脚印探索拟南芥根减少的碳原子工作机制，动用TMT淀粉酶质组学研究分析了比较组和进行处理组之前淀粉酶质谱的变动。共亲子鉴定出120个DEPs，里面53个上浮淀粉酶和66个再降淀粉酶，感觉3个与拟南芥根茎骨骼发育一些的DEPs均再降（图1B）。

亚组织细胞精确定位是绝对核胆固醇基本功能的关键性因素分析。利用Uniprot网对DEPs的亚受损神经元分析去預测。随着預测结杲，DEPs核心应用于膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs核心分析于受损神经元膜哪一犯罪行为进一大步适配了原本的发觉。但是，分析于膜的DEPs对16F16治疗有反映，并很有可能影响力拟南芥苗芽的根长生长发育（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的研究以其DEPs的亚肿瘤细胞定位手机

(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正确操作后的管控长效机制，能够 GO聚集分折对DEGs和DEPs的性能特证完成类型。对转录组测序，GO类型没想到现示，BP类型中重要聚集的DEGs注音为“对影响的表现”、“对压力差的表现”和“对耐腐蚀的表现”，人类DNA数不同为344个、232个和194个（图2A）。上面的菌物历程中调低人类DNA的配比很高，证明16F16正确操作或者其主要能够克制与影响表现、胁迫表现和耐腐蚀表现有关于的历程来减小绿色作物对胁迫的表现。KEGG环路分折证明，DEGs在“苯丙烷菌物合成图片”、“绿色作物-副猪嗜血杆菌体互不用途”、“绿色作物生长雄激素预警转导”、“含淀粉和乳糖消化吸收”和“MAPK预警环路-绿色作物”等路线中聚集。除绿色作物生长雄激素预警转导环路外，其它4种环路中调低人类DNA较多（图2B）。

凭借蛋白质组学结果解析找到，KEGG中有效丰度的前10个是“苯丙烷类生态学制品提炼”、“光合的作用”、“各种各样的苔藓植物次生产生转化物的生态学制品提炼”、“次生产生转化物的生态学制品提炼”已经“产生转化途经”（图2D）。

图2|距离呈现爱染色体和距离呈现爱球核苷酸的环路浅析、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

考虑到阐释DEGs和DEPs两者的相关内容性，小说作家对转录组和蛋白酶质组做出了联和分享。共检侧到16个一共DEGs，1五类DEGs描述动向想同，8个DEGs描述动向反而。最后做出了KEGG生物体学丰度分享，报告反映出DEGs和DEPs极高生物体学丰度了苯丙烷类生物体学合出有效路经，再一次反映出苯丙烷类生物体学合出有效路经是的影响拟南芥植株根部发育期的非常重要有效路经（图3)。

图3|转录组和血清组的联席研究

(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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