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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）是种硫醇-二硫键阳极脱色抹除酶，在催化脱色底物血清质中二硫化橡胶物的阳极脱色和重排中起着至关特别重要的的用途。在花草中，PDI主要是进入调结花楸树种子萌生和阴茎发育，利于胚乳中保管血清的阳极脱色收放，也助于油菜蜜的产生。因此，PDI在根部生长发育中的用途己前如果没有研究分析过。

202几年1月，东南大学专业刘亚楠组织在IJMS（IF=5.6）上先生发表了名为“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的的探析文。该的探析合理利用PDI小分子抑制剂16F16避开PDIDNA，以此概述DNA不足对苔藓树木的后果。最后表述，16F16清理明星压制拟南芥根部的树木的生长。要想进两步概述16F16清理的后果，作著食用转录组测序和TMT酶联免疫法淀粉酶质组学对清理过的根开展了展示谱概述。两组学联办概述反映了16F16清理下拟南芥植株根部就缩短的政策调控无线网络，大部分相关苯丙烷生物体合并和苔藓树木缴素的信号转导路线。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

方便研究性16F16处置对植株的滋生的导致，完成了植株受力的极量体现检验。结果显示表述16F16处置对拟南芥植株的滋生有同质性治理和改善意义，且伴随16F16溶液浓度的不断增加，对植株的治理和改善意义随着资料。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

小编使用对16F16处里组和相较比较组使用转录组测序会发现，16F16处里后总共994个差别的呈现什么是什么是染色体，在这其中330个什么是什么是染色体上涨，664个什么是什么是染色体下跌。下跌什么是什么是染色体的用量高远于上涨呈现什么是什么是染色体的用量。那么，都可以估测16F16处里后PDI可溶性的压制性引起某一些有关的球蛋白的收折被导致，进而压制性了有关的什么是什么是染色体呈现的未来趋势（图1A）。要想进三步设计拟南芥根不但缩减的大分子体制，用到TMT蛋清质组学了解了照表组和处理组相互蛋清质谱的发生变化。共亲子鉴定出120个DEPs，表中53个上浮蛋清和64个下跌蛋清，出现 3个与拟南芥植株大有关于的DEPs均下跌（图1B）。

亚神经元准确定位是影响蛋清质特点的关键的影响。施用Uniprot拜谱生物对DEPs的亚体组织固定参与预侧。依据预侧最终结果，DEPs主耍隶属于膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs主耍固定于体组织膜这一种事实上进十步认可了已经的发掘。所以，固定于膜的DEPs对16F16除理有现象，并可能性导致拟南芥苗芽的根长发育期（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的研究以其DEPs的亚细胞系手机定位

(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

为的研究拟南芥根部在16F16净化操作后的干预管理机制，在GO丰度分折对DEGs和DEPs的性能特征描述确定几大类整理。对于那些转录组测序，GO几大类整理結果出现，BP类目中有明显丰度的DEGs引用为“对多种多样的症状”、“对负担的症状”和“对普通机械的症状”，DNA数分别是为344个、233个和194个（图2A）。上述所说微菌物步骤中下跌DNA的比倒很高，表述16F16净化操作会最主要在压制与多种多样症状、胁迫症状和普通机械症状涉及到的的步骤来降底花草对胁迫的症状。KEGG径路分折表述，DEGs在“苯丙烷微菌物镶嵌”、“花草-病源体完美目的”、“花草皮质皮质激素卫星数据转导”、“含淀粉和绵白糖细胞代谢”和“MAPK卫星数据径路-花草”等行业中丰度。除花草皮质皮质激素卫星数据转导径路外，其它的4种径路中下跌DNA较多（图2B）。

实现蛋白质组学结果探讨挖掘，KEGG中有效聚集的前10个是“苯丙烷类动物合出”、“光合功用”、“各样草本花卉次生排泄物的动物合出”、“次生排泄物的动物合出”包括“排泄方式”（图2D）。

图2|一定的地域差异表达方式方法基因遗传和一定的地域差异表达方式方法蛋白酶质的环路剖析、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

为阐明DEGs和DEPs互相的一些性，小说作者对转录组和核蛋白质含量组使用了联合技术具体定性分析。共检查到16个总计有DEGs，17个DEGs体现方式变化浪潮差不多，5个DEGs体现方式变化浪潮反而。后来使用了KEGG丰度具体定性分析，最终结果表述DEGs和DEPs高速丰度了苯丙烷类生物工程制品人工路径，第三表述苯丙烷类生物工程制品人工路径是导致拟南芥幼株根茎生长的首要路径（图3)。

图3|转录组和蛋清组的联合技术研究分析

(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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