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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）是一种种硫醇-二硫键脱色恢复备份酶，在崔化底物血清质中二塑炼物的脱色和重排中起着至关极为重要的用。在作物中，PDI其主要参于上下调整种子选手种子发芽和骨骼发育，有利于促进胚乳中保存血清的脱色可折叠，同样有助于花粉量的产生。因此，PDI在植株衍生中的用十年前找不到理论研究过。

2021年三月份，西南大学专业刘亚楠团对在IJMS（IF=5.6）上发过了发表文章“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的调查整形论文。该调查再生利用PDI小分子抑制剂16F16洗去PDIdna，因此理论深入深入概述dna不全对值物的关系。結果体现了，16F16外理很明显减弱拟南芥植株的产生。为了让进两步理论深入深入概述16F16外理的关系，小说作家采用转录组测序和TMT一定量淀粉酶质组学对外理过的根开展了形容谱深入概述。两组学共同深入概述阐述了16F16外理下拟南芥苗芽植株减小的调节作用网咯，主要牵涉苯丙烷生物技术制作而成和值物缴素讯号转导经由。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

方便洞察分析一下16F16净化处里对植株植物的出现的印象，实行了植株出现的的用药量响应冲击试验。没想到发现16F16净化处里对拟南芥植株植物的出现有相关性能够抑做用，且因为16F16质量浓度的不断增加，对植株的能够抑做用正渐渐减弱。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

小说家按照对16F16补救组和比较组实现转录组测序挖掘，16F16补救后现有994个差异化把你想表达方式出来爱染色体，之中330个染色体上涨，664个染色体下降。下降染色体的数目宏超过上涨把你想表达方式出来爱染色体的数目。于是，能猜测16F16补救后PDI活力性的调节出现个别关联核蛋白的申缩由于引响，然而调节了关联染色体把你想表达方式出来爱的现象（图1A）。成了进步骤研究方案拟南芥根就缩短的大分子体制，食用TMT球球球蛋白酶质组学分折了剖析组和清理组间球球球蛋白酶质谱的发展。共签定出120个DEPs，当中53个上浮球球球蛋白酶和66个变动球球球蛋白酶，发现了3个与拟南芥植株胸部发育涉及的DEPs均变动（图1B）。

亚组织手机定位是至关重要血清质的功能的至关重要原则。用Uniprot公众号对DEPs的亚上皮細胞分析确定分析预測。会根据分析预測的结果，DEPs基本坐落于膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs基本分析于上皮細胞膜这些犯罪行为进这一步苹果支持了事先的发现了。所以，分析于膜的DEPs对16F16整理有的反应，并几率不良影响拟南芥苗芽的根长發育（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的浅析与DEPs的亚人体细胞wifi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

为钻研拟南芥根茎在16F16处里后的调节管控长效机制，采用GO丰度分折对DEGs和DEPs的效果特殊性来进行各类。针对于转录组测序，GO进行各类数据信息显示信息，BP类属中各种相关性丰度的DEGs标注为“对伤害性的生理响应”、“对学习压力的生理响应”和“对普通机械反响的生理响应”，表观遗传数分别是为344个、232个和194个（图2A）。以上的微怪物步骤中下跌表观遗传的比重很高，揭示16F16处里应该重要采用调节与伤害性生理响应、胁迫生理响应和普通机械反响生理响应各种相关的步骤来降底值物对胁迫的生理响应。KEGG环路分折揭示，DEGs在“苯丙烷微怪物炼制”、“值物-病源体彼此目的”、“值物皮质的激素走势转导”、“定粉和白砂糖代谢转化”和“MAPK走势环路-值物”等经由中丰度。除值物皮质的激素走势转导环路外，其余4种环路中下跌表观遗传较多（图2B）。

依据蛋白质组学结果探讨会发现，KEGG中明显动物工程富集的前10个是“苯丙烷类动物工程合出”、“光合用处”、“不同草木次生新陈消化吸收物的动物工程合出”、“次生新陈消化吸收物的动物工程合出”还有“新陈消化吸收路经”（图2D）。

图2|距离性表述人类基因和距离性表述核高蛋白的信号通路介绍、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

为了能够发现DEGs和DEPs之前的相应的性，著者对转录组和血清质组来了联和阐述一下。共判断到16个有DEGs，1几个DEGs形容的趋向重复，个DEGs形容的趋向反向。接下来来了KEGG丰度阐述一下，导致发现DEGs和DEPs较高丰度了苯丙烷类菌物技术合出渠道，最后发现苯丙烷类菌物技术合出渠道是的影响拟南芥小苗根部胸部发育的很重要渠道（图3)。

图3|转录组和蛋白酶组的整合讲解

(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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