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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

血清质二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）都是种硫醇-二硫键钝化替换酶，在催化剂的反应底物血清质中二硫化橡胶物的钝化和重排中起着至关不可或缺的反应。在沉水植物中，PDI注意操作调准迅雷种子想到了和健康，有利于胚乳中吸收血清的钝化折叠伞，有着助于蜂花粉的行成。或许，PDI在根茎衍生中的反应过去都没有探析过。

202四年6月，东南大学考研刘亚楠团对在IJMS（IF=5.6）上文章发表了题写“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的研究探讨方案本文。该研究探讨方案充分利用PDI小分子抑制剂16F16取除PDI染色体，因而科研染色体缺少对动绿色植物的影晌。结杲表示，16F16办理很大抑制性拟南芥根部的产生。要进两步科研16F16办理的影晌，小说家用转录组测序和TMT参考值蛋白酶质组学对办理过的根来了展现谱具体定性分析。两组学携手具体定性分析体现了了16F16办理下拟南芥小苗根部降低的国家宏观调控网格，具体涉及面苯丙烷生物体组成和动绿色植物缴素电磁波转导途经。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

是为了科学探究16F16治理对根部的衍生的干扰，完成了根部伸展的摄入量表现试验检测。然而反映16F16治理对拟南芥根部的衍生有有明显抑打造用功用，且随之16F16渗透压的增高，对根部的抑打造用功用不断促进。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

作家顺利通过对16F16整理组和参考组来进行转录组测序挖掘，16F16整理后就有994个不同展现出来DNA组，在这其中330个DNA组上涨，664个DNA组降低。降低DNA组的需求量博不低于上涨展现出来DNA组的需求量。以至于，能能预测未来16F16整理后PDI特异性的控制造成的某一关于核蛋白的收放因为不良影响，而控制了关于DNA组展现出来的现象（图1A）。为着进那步探究拟南芥根不但缩减的碳原子管理机制，食用TMT淀粉酶质组学具体分析了照表组和治疗组内淀粉酶质谱的转变。共签定出120个DEPs，在其中53个上浮淀粉酶和65个再降淀粉酶，察觉3个与拟南芥根茎成长相关联的DEPs均再降（图1B）。

亚細胞追踪定位是取决核蛋白用途的首要条件。用Uniprot网对DEPs的亚神经组织分析确定分析。给出分析然而，DEPs重要设在膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs重要分析于神经组织膜这一种事进三步支技了前者的发展。所以说，分析于膜的DEPs对16F16工作有的反应，并应该关系拟南芥幼芽的根长成长发育（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的研究、DEPs的亚人体细胞准确定位

(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

为探析拟南芥根茎在16F16处里后的政策调控逻辑，经过GO聚集定性讲解对DEGs和DEPs的用途特征英文来进行各类整理。相对转录组测序，GO各类整理最终提示，BP等级分类中重要聚集的DEGs引用为“对刺击的的表现”、“对负担的的表现”和“对电学上的的表现”，什么是什么是基因组数依次为344个、237个和194个（图2A）。据此怪物进程中变动什么是什么是基因组的百分比很高，反映出16F16处里也许包括经过压制与刺击的表现、胁迫的表现和电学上的表现相关的的进程来消减观赏花草对胁迫的的表现。KEGG4g网络讯号环路定性讲解反映出，DEGs在“苯丙烷怪物合成图片”、“观赏花草-致病菌体彼此之间做用”、“观赏花草皮质激素药4g网络讯号转导”、“变性淀粉和乳糖分解”和“MAPK4g网络讯号4g网络讯号环路-观赏花草”等经过中聚集。除观赏花草皮质激素药4g网络讯号转导4g网络讯号环路外，任何4种4g网络讯号环路中变动什么是什么是基因组较多（图2B）。

利用蛋白质组学结果浅析发掘，KEGG中同质性聚集的前10个是“苯丙烷类生态学学制品制成”、“光合目的”、“多种多样树种次生细胞排泄物的生态学学制品制成”、“次生细胞排泄物的生态学学制品制成”和“细胞排泄行业”（图2D）。

图2|不一致性表现染色体和不一致性表现蛋清质的径路介绍、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

为了能让折射出DEGs和DEPs相互的有关的性，小说作家对转录组和胆固醇质组实施了联手浅析。共验测到16个共同拥有DEGs，1五类DEGs表示前景是一样的，1个大概DEGs表示前景反而。继而实施了KEGG聚集浅析，报告单呈现DEGs和DEPs长度聚集了苯丙烷类怪物聚合路经，在此呈现苯丙烷类怪物聚合路经是影晌拟南芥幼株植株发育状况的注重路经（图3)。

图3|转录组和淀粉酶组的合作阐述

(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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