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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）就是一种硫醇-二硫键腐蚀物反应还原故宫场景酶，在崔化底物淀粉酶质中二加硫物的腐蚀物反应和重排中起着至关首要的能力。在作物中，PDI具体参入设定草种子萌芽和生長，驱动胚乳中吸收淀粉酶的腐蚀物反应收放，也会助于花粉的做用的导致。可是，PDI在根茎生長中的能力已前没了论述过。

202四年7月，西北部大学专业刘亚楠团体在IJMS（IF=5.6）上提出了一篇“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的研发小作文。该研发灵活运用PDI小分子抑制剂16F16除去PDI染色体，而使探索染色体不全对蕨类蕨类植物的导致。效果取决于，16F16办理很深控制拟南芥植株的蕨类植物生长。为进一大步探索16F16办理的导致，我的使用转录组测序和TMT一定量蛋清质组学对办理过的根通过了表达出来谱深入讲解。多个学合力深入讲解阐述了16F16办理下拟南芥植株植株减短的改善网咯，关键涵盖苯丙烷菌物聚合和蕨类蕨类植物性激素预警转导方法。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

要探究性16F16净化操作对根部产生的后果，采取了根部伸展的服用量反應现场实验。結果显示16F16净化操作对拟南芥根部产生有不错抑止效果，且渐渐16F16溶液浓度的添加，对根部的抑止效果日趋加强。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

小说作者确定对16F16治理组和比组确定转录组测序遇到，16F16治理后共出994个不同之处表示dna，中间330个dna调整，664个dna降低。降低dna的人数高远于调整表示dna的人数。因为，可以预测出16F16治理后PDI可溶性的缓和造成的有的有关系球蛋白的伸缩给予作用，以此缓和了有关系dna表示的前景（图1A）。为进那步研究探讨拟南芥根减少的团伙逻辑，用到TMT淀粉酶质组学介绍了照表组和正确处理组两者淀粉酶质谱的变化无常。共检测出120个DEPs，这当中53个调整淀粉酶和6七个变动淀粉酶，知道3个与拟南芥根茎发展有关的DEPs均变动（图1B）。

亚细胞系定位系统是决定的球氨基酸功能模块的首要各种因素。采用Uniprot拜谱生物对DEPs的亚组织肿瘤细胞精确追踪标记实现予测分析。要根据予测分析导致，DEPs关键建在膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs关键精确定建在组织肿瘤细胞结构相应真实进1步兼容了仍然的看见。由于，精确定建在膜的DEPs对16F16正确处理有发应，并应该反应拟南芥植株的根长胸部发育（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的介绍及及DEPs的亚细胞核定位手机

(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

为钻研拟南芥植株在16F16办理后的控制体制，采用GO聚集阐述对DEGs和DEPs的实用功能本质特征做好划细各分为。相对转录组测序，GO划细各分为成果出现，BP类属中正对应聚集的DEGs注脚为“对促使的体现”、“对气压的体现”和“对化学工业工业的体现”，染色体数各分为为344个、2315个和194个（图2A）。下列怪物环节中调整染色体的比倒很高，显示16F16办理也许通常采用调节与促使体现、胁迫体现和化学工业工业体现对应的环节来调低动绿色绿色绿色绿色植物对胁迫的体现。KEGG警报环路阐述显示，DEGs在“苯丙烷怪物聚合”、“动绿色绿色绿色绿色植物-致病菌体互相使用”、“动绿色绿色绿色绿色植物皮质生长激素警报转导”、“定粉和绵白糖代谢率”和“MAPK警报警报环路-动绿色绿色绿色绿色植物”等路经中聚集。除动绿色绿色绿色绿色植物皮质生长激素警报转导警报环路外，另外4种警报环路中调整染色体较多（图2B）。

实现蛋白质组学结果数据分析挖掘，KEGG中强势丰度的前10个是“苯丙烷类微生物体技术自动分解图片”、“光合做用”、“种种花草次生消化吸收转化物的微生物体技术自动分解图片”、“次生消化吸收转化物的微生物体技术自动分解图片”及其“消化吸收转化有效途径”（图2D）。

图2|相互影响表示DNA和相互影响表示蛋白酶质的通道分折、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

为了能够证明DEGs和DEPs间的相关联性，写作者对转录组和蛋清质组实施了整合讲解。共论文检测到16个共同拥有DEGs，1几个DEGs描述趋势定量分析定量分析完全相同，5个DEGs描述趋势定量分析定量分析对立。很快实施了KEGG含有讲解，的结果认为DEGs和DEPs角度含有了苯丙烷类菌物自动合并行业，之后认为苯丙烷类菌物自动合并行业是反应拟南芥幼株根部骨骼发育的关键性行业（图3)。

图3|转录组和蛋白质组的连合剖析

(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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