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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）是一种种硫醇-二硫键钝化展现酶，在催化空气氧化物底物淀粉酶质中二硫化橡胶物的钝化和重排中起着至关比较重要的帮助。在植被中，PDI包括参与者调接种子视频长出和健康发育，推进胚乳中店铺淀粉酶的钝化收折，同样有助于油菜蜜的进行。或许，PDI在根茎成长中的帮助很多年没得的研究过。

2023年1月，西南大学考研刘亚楠项目团队在IJMS（IF=5.6）上公布了一篇“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的科学研发毕业论文。该科学研发根据PDI小分子抑制剂16F16我们要除PDI什么是dna，若想研究方案探讨什么是dna短缺对绿植的的损害。后果显示，16F16处置非常明显调节管控拟南芥根部的出现。方便进一大步研究方案探讨16F16处置的损害，小说拜谱生物的使用转录组测序和TMT参考值球氨基酸组学对处置过的根确定了表示谱概述。两组学联和概述表明了16F16处置下拟南芥小苗根部还缩短的调节管控手机网络，重要牵涉苯丙烷生物制品转化成和绿植的性激素表现转导路径。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

以便研究16F16加工对植株种植的印象，完成了植株张拉的极量反响检验。结局表达16F16加工对拟南芥植株种植有强势压制成用，且跟随16F16酸度的加入，对植株的压制成用渐渐的强化。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

小说作者实现对16F16治理组和参考组开始转录组测序出现，16F16治理后共得994个之间的关系表明染色体组遗传，在这当中330个染色体组遗传上涨，664个染色体组遗传下降。下降染色体组遗传的个数宏超出上涨表明染色体组遗传的个数。但是，是可以推断出16F16治理后PDI灵活性的遏制产生某一些有关淀粉酶的折叠伞受过作用，故而遏制了有关染色体组遗传表明的发展趋势（图1A）。因为进1步研究探讨拟南芥根拉长的大分子逻辑，运行TMT蛋清质组学进行分析了参考组和进行处理组当中蛋清质谱的变。共检测出120个DEPs，各举53个上浮蛋清和66个调低蛋清，找到3个与拟南芥植株发育状况相应的DEPs均调低（图1B）。

亚受损细胞精确定位是考虑核氨基酸功能键的重中之重各种因素。施用Uniprot系统对DEPs的亚上皮组织细胞分析做出分折。结合分折没想到，DEPs其最主要的坐落在膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs其最主要的分析于上皮组织细胞某种实际进的一步帮助了之前的找到。故此，分析于膜的DEPs对16F16整理有作用，并很有可能决定拟南芥小苗的根长健康（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的探讨各类DEPs的亚组织品牌定位

(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

为设计拟南芥根茎在16F16加工办理后的调空机理，经由GO聚集数据数据分析对DEGs和DEPs的能力症状确定的进行分类。而言转录组测序，GO的进行分类最后展现，BP分类中相应性聚集的DEGs标注为“对激发的响应”、“对压力差的响应”和“对电物理的响应”，DNA遗传数区别为344个、2315个和194个（图2A）。综上所述生态学的整个过程中下降DNA遗传的比倒很高，是因为16F16加工办理可能性主要的经由治理和改善与激发响应、胁迫响应和电物理响应相应的的整个过程来拉低草本花卉对胁迫的响应。KEGG表现通道数据数据分析是因为，DEGs在“苯丙烷生态学聚合”、“草本花卉-副猪嗜血杆菌体完美效应”、“草本花卉生长雌激素表现转导”、“面粉和白砂糖代谢转化”和“MAPK表现表现通道-草本花卉”等条件中聚集。除草本花卉生长雌激素表现转导表现通道外，另外4种表现通道中下降DNA遗传较多（图2B）。

实现蛋白质组学结果概述察觉到，KEGG中相关系数生物学制品工程富集的前10个是“苯丙烷类生物学制品工程聚合”、“光合角色”、“种种树木次生分解消化吸收物的生物学制品工程聚合”、“次生分解消化吸收物的生物学制品工程聚合”或“分解消化吸收行业”（图2D）。

图2|地域差异化表达爱方法什么是基因和地域差异化表达爱方法血清质的环路分享、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

为了能揭露DEGs和DEPs范围内的想关性，我们对转录组和蛋白酶质组实现了合力分折。共查测到16个共出DEGs，1五个DEGs展现方式上升上升趋势想同，6个DEGs展现方式上升上升趋势相左。很快实现了KEGG含有分折，结果显示体现了DEGs和DEPs相对高度含有了苯丙烷类生物体学制作而成路径，从新体现了苯丙烷类生物体学制作而成路径是影晌拟南芥幼芽根茎胸部发育的至关重要路径（图3)。

图3|转录组和血清组的合作概述

(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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