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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-二硫键钝化物替换酶，在崔化底物血清质中二塑炼物的钝化物和重排中起着至关很重要的帮助。在绿植中，PDI主耍进行调试草种子萌生和大，催进胚乳中吸收血清的钝化物折叠式，当然也有助于花粉量的构成。当然，PDI在根部生长的中的帮助从前没能钻研过。

2023年9月，西南高中刘亚楠公司在IJMS（IF=5.6）上发表文献资料了发表文章“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的研发文献资料。该研发根据PDI小分子抑制剂16F16消除PDIdna，而深入解析dna异常对苔藓草本植物的作用到。结杲意味着，16F16整理非常明显控制拟南芥根部的生長。只为进几步深入解析16F16整理的作用到，作家施用转录组测序和TMT一定量膳食纤维质组学对整理过的根参与了把你想表达出来谱解析。多个学联办解析具体分析了16F16整理下拟南芥植株根部还缩短的控制网格，一般涉及到苯丙烷生物技术自动合成和苔藓草本植物雌激素手机信号转导路线。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

要为探究性16F16处里对根部植物生张的后果，实施了根部生张的含水量不良反应检测。毕竟意味着16F16处里对拟南芥根部植物生张有差异性治理和改善效应，且如今16F16有机废气浓度的增进，对根部的治理和改善效应渐渐增进。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

小说家可能通过对16F16工作组和比对组确定转录组测序看到，16F16工作后有994个对比展示人类什么是dna，表中330个人类什么是dna调整，664个人类什么是dna上涨。上涨人类什么是dna的次数博大于等于调整展示人类什么是dna的次数。因而，可能推断16F16工作后PDI活力的限制出现某一些涉及蛋白质的可折叠遭受关系，然后限制了涉及人类什么是dna展示的未来趋势（图1A）。以便进的一步理论研究拟南芥根变短的原子体制，运行TMT高蛋清酶质组学探讨了對照组和加工组相互间高蛋清酶质谱的波动。共监定出120个DEPs，其中的53个上涨高蛋清酶和64个再降高蛋清酶，感觉3个与拟南芥根部健康成长涉及到的的DEPs均再降（图1B）。

亚血细胞位置是影响核膳食纤维实用功能的重要性要素。利用Uniprot官网对DEPs的亚癌细胞系产品产品标记实行预測。跟据预測毕竟，DEPs包括处在膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs包括产品定处在癌细胞系膜某一观点进两步支持系统了原先的遇到。那么，产品定处在膜的DEPs对16F16清理有不良反应，并可以应响拟南芥植株的根长胸部发育（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的剖析和DEPs的亚生殖细胞定位系统

(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

为探讨拟南芥根茎在16F16处里后的调节使用机制化，利用GO丰度解析对DEGs和DEPs的实用功能特殊性使用几大类。这对转录组测序，GO几大类结杲显视，BP门类中正涉及到的丰度的DEGs注脚为“对刺击的使用”、“对负压的使用”和“对化学上的物质的使用”，染色体遗传数分别是为344个、239个和194个（图2A）。以上海洋生物体进程中削减染色体遗传的比列很高，取决于16F16处里会常见利用仰制与刺击使用、胁迫使用和化学上的物质使用涉及到的的进程来削减草木对胁迫的使用。KEGG通道解析取决于，DEGs在“苯丙烷海洋生物体生成”、“草木-病原体之间使用”、“草木的激素类电磁波转导”、“面粉和白砂糖新陈代谢”和“MAPK电磁波通道-草木”等行业中丰度。除草木的激素类电磁波转导通道外，另外4种通道中削减染色体遗传较多（图2B）。

依据蛋白质组学结果分折发现了，KEGG中明显聚集的前10个是“苯丙烷类动物制成”、“光合意义”、“各个绿色植物次生细胞新陈代谢转化物的动物制成”、“次生细胞新陈代谢转化物的动物制成”甚至“细胞新陈代谢转化路经”（图2D）。

图2|对比展现人类基因和对比展现蛋白酶质的径路定性分析、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

为了让折射出DEGs和DEPs相互之间的想关性，小说拜谱生物对转录组和核营养物质组确定了联办具体定量分析。共的检测到16个总共有DEGs，19个DEGs呈现发展完全相同，7个DEGs呈现发展相反的。最后确定了KEGG丰度具体定量分析，毕竟阐明DEGs和DEPs高速丰度了苯丙烷类菌物技术生成渠道，第三步阐明苯丙烷类菌物技术生成渠道是引响拟南芥秧苗根茎发育状况的很重要渠道（图3)。

图3|转录组和淀粉酶组的携手阐述

(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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