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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

核核苷酸二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）就是种硫醇-二硫键脱色还原故宫场景酶，在离子液体底物核核苷酸中二硫化橡胶物的脱色和重排中起着至关必要的用途。在仿真植物中，PDI基本参与性调低迅雷链接种子发芽和生长期发育，增强胚乳中保存核球蛋白酶的脱色收叠，还是有助于蜂花粉的变成。因此，PDI在根茎生长期中的用途过去没能科研过。

202几年6月，西北部师范大学刘亚楠团队图片在IJMS（IF=5.6）上刊出了发表文章“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的探索文献资料。该探索采用PDI小分子抑制剂16F16清理PDI基因遗传遗传，可以钻研基因遗传遗传缺位对绿植的的关系。的结果阐明，16F16清理显著的压制拟南芥根部的种子发芽。为着深化骤钻研16F16清理的关系，小说拜谱生物操作转录组测序和TMT一定量蛋清质组学对清理过的根采取了表达出来谱讲解。几组学联动讲解阐述了16F16清理下拟南芥秧苗根部缩小的管控网络上，最主要有关苯丙烷微生物合成视频和绿植的雌激素数据信息转导方法。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

要为研究性16F16解决对根茎滋生的的影响，采取了根茎长度的用量影响实验。数据是因为16F16解决对拟南芥根茎滋生有重要克定制用，且随之16F16盐浓度的增添，对根茎的克定制用正在逐步提升。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

著者根据对16F16处置组和對照组开展转录组测序表明，16F16处置后各有994个不同表答人类DNA遗传，表中330个人类DNA遗传调整，664个人类DNA遗传再降。再降人类DNA遗传的数长远于调整表答人类DNA遗传的数。于是，需要预测出16F16处置后PDI生物的可调节导至任何相关联联蛋白质的折叠伞得到导致，而使可调节了相关联联人类DNA遗传表答的的趋势（图1A）。为了能让进三步调查拟南芥根变短的碳原子体系，食用TMT球核蛋白质酶质组学概述了比较组和治理组两者球核蛋白质酶质谱的变幻。共司法鉴定出120个DEPs，这里面53个调涨球核蛋白质酶和64个再降球核蛋白质酶，显示3个与拟南芥植株阴茎发育涉及的DEPs均再降（图1B）。

亚神经元精确定位是决心球高蛋白能力的重中之重重要因素。运用Uniprot平台对DEPs的亚受损组织细胞手机定位系统系统实施分析预侧。会根据分析预侧可是，DEPs重要靠近膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs重要手机定靠近受损组织细胞这个事情进这一步的支持了事先的遇到。由于，手机定靠近膜的DEPs对16F16加工处理有反响，并很有可能关系拟南芥幼芽的根长大（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的研究各种DEPs的亚组织位置定位

(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

为研究探讨拟南芥根茎在16F16加工后的宏观调控规则，能够GO含有定量深入分析对DEGs和DEPs的的功能特点确定种类。关于转录组测序，GO种类最后表现，BP类属中更为明显含有的DEGs引用为“对热血的发应”、“对气压的发应”和“对电化学上的发应”，遗传DNA组数区分为344个、2315个和194个（图2A）。可以达到怪物步骤中变动遗传DNA组的比例表很高，说明16F16加工有可能其主要能够可抑制与热血发应、胁迫发应和电化学上发应涉及到的步骤来较低植被对胁迫的发应。KEGG通道定量深入分析说明，DEGs在“苯丙烷怪物分解”、“植被-病原菌体完美影响”、“植被缴素预警转导”、“水溶性淀粉和白砂糖分泌”和“MAPK预警通道-植被”等方法中含有。除植被缴素预警转导通道外，一些4种通道中变动遗传DNA组较多（图2B）。

进行蛋白质组学结果分折知道，KEGG中相关性丰度的前10个是“苯丙烷类动物组成”、“光合功能”、“各样植被次生产动物的动物组成”、“次生产动物的动物组成”以其“产生前提条件”（图2D）。

图2|相互影响表述什么是基因和相互影响表述淀粉酶质的径路探讨、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

为了更好地呈现DEGs和DEPs彼此的有关的性，小说作家对转录组和核蛋白质含量组开始了联和定量研究分析。共检侧到16个一共DEGs，18个DEGs抒发上升潮流是一样的，15个DEGs抒发上升潮流反过来。随后不久开始了KEGG丰度定量研究分析，最后表面DEGs和DEPs非常丰度了苯丙烷类动物分解经过，已经表面苯丙烷类动物分解经过是影向拟南芥苗芽根茎发肓的至关重要经过（图3)。

图3|转录组和核蛋白组的综合深入分析

(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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