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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

氨基酸酶质二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）是一个种硫醇-二硫键脱色的恢复酶，在催化脱色底物氨基酸酶质中二塑炼物的脱色的和重排中起着意义重大性的做用。在作物中，PDI核心参与的调控種子出芽和健康，推动胚乳中贮藏氨基酸酶的脱色的申缩，有着助于花粉量的导致。同时，PDI在根茎植物的生长中的做用很早以前不能探讨过。

202多年2月，西北部大学时刘亚楠公司在IJMS（IF=5.6）上投稿了名为“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的实验综述。该实验灵活运用PDI小分子抑制剂16F16清掉PDI遗传基因遗传，而理论论述遗传基因遗传缺少对草本绿植的的导致。可是显示，16F16处里明星限制拟南芥植株的产生。只为进步骤理论论述16F16处里的导致，作家安全使用转录组测序和TMT参考值淀粉酶质组学对处里过的根做出了表答谱了解。几组学联和了解探求了16F16处里下拟南芥小苗植株不但缩减的改善网咯，包括牵涉到苯丙烷海洋生物获得和草本绿植的皮质激素移动信号转导前提条件。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

要为实验设计16F16处理对根部发展的影晌，确定了根部张拉的使用量生理反应试验装置。结杲是因为16F16处理对拟南芥根部发展有有明显抑加工制的意义的意义，且由于16F16密度的增多，对根部的抑加工制的意义的意义会逐渐资料。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

原作者经过对16F16工作组和對照组做出转录组测序看到，16F16工作后拥有994个文化差异表答什么是表观遗传，这其中330个什么是表观遗传调涨，664个什么是表观遗传下降。下降什么是表观遗传的用量宏不超调涨表答什么是表观遗传的用量。所以说，能够预测未来16F16工作后PDI几丁质酶的促使导致有的想关蛋白酶的收折面临干扰，于是促使了想关什么是表观遗传表答的市场需求（图1A）。是为了进这一步科研拟南芥根还缩短的氧分子体制，动用TMT核胆固醇组学进行分析了剖析组和清理组之前核胆固醇谱的变。共鉴别出120个DEPs，在其中53个调涨核核球血清和6七个上涨核核球血清，表明3个与拟南芥植株成长关联的DEPs均上涨（图1B）。

亚细胞系确定是所决定淀粉酶质功能性的关健各种因素。的使用Uniprot系统对DEPs的亚体生殖细胞手机地位确定分析予测。给出分析予测结杲，DEPs常见隶属于膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs常见手机定隶属于体生殖细胞核上述客观事实进一大步支技了此前的知道。如此，手机定隶属于膜的DEPs对16F16治理有化学反应，并或者决定拟南芥小苗的根长健康发育（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的阐述或者DEPs的亚上皮细胞追踪定位

(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

为探索拟南芥植株在16F16治理后的调节的功效管理机制，用GO聚集概述对DEGs和DEPs的功用表现形式实施几大类。在转录组测序，GO几大类没想到凸显，BP行业类型中有明显聚集的DEGs注音为“对敏感的不良表现”、“对的压力的不良表现”和“对电学的不良表现”，什么是基因遗传组数对应为344个、231个大概和194个（图2A）。这些动物工程步骤中减小什么是基因遗传组的配比很高，显示16F16治理可以最主要的用能够抑制与敏感不良表现、胁迫不良表现和电学不良表现相关的的步骤来减小常绿花草对胁迫的不良表现。KEGG径路概述显示，DEGs在“苯丙烷动物工程提炼”、“常绿花草-副猪嗜血杆菌体互不的功效”、“常绿花草皮质肾上腺素电磁波转导”、“小麦淀粉和白砂糖分泌”和“MAPK电磁波径路-常绿花草”等有效途径中聚集。除常绿花草皮质肾上腺素电磁波转导径路外，各种4种径路中减小什么是基因遗传组较多（图2B）。

确认蛋白质组学结果概述感觉，KEGG中正相关丰度的前10个是“苯丙烷类生态学获得图片”、“光合用处”、“种种草本花卉次生新陈细胞分解物的生态学获得图片”、“次生新陈细胞分解物的生态学获得图片”以其“新陈细胞分解方法”（图2D）。

图2|的对比解析表现表观遗传和的对比解析表现球核苷酸的通道解析、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

要想论述DEGs和DEPs内的涉及性，做者对转录组和球高蛋白组开始了综合研究解析。共测量到16个有DEGs，13个DEGs理解变化潮流一样，2个DEGs理解变化潮流相同。其次开始了KEGG含有研究解析，后果表面DEGs和DEPs长度含有了苯丙烷类微菌物转化成有效手段，二次表面苯丙烷类微菌物转化成有效手段是损害拟南芥幼芽根部发展的非常重要有效手段（图3)。

图3|转录组和淀粉酶组的联席概述

(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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