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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

蛋清质二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）不是种硫醇-二硫键被钝化抹除酶，在崔化底物蛋清质中二加硫物的被钝化和重排中起着至关最重要的功效。在仿真植物中，PDI其主要参与活动调理种子的的生长和发育期，推进胚乳中贮存蛋清的被钝化收叠，也有着助于花粉及花粉类食物的导致。可是，PDI在根茎的生长中的功效过去沒有研究方案过。

2023年10月，大西北高中刘亚楠开发团队在IJMS（IF=5.6）上展现了一篇“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的论述本文。该论述利用率PDI小分子抑制剂16F16消除PDI什么是遗传基因，导致探讨什么是遗传基因缺损对沉水沉水植物的引响。但是证明，16F16治理特别缓和拟南芥根部的发芽。只为进的一步探讨16F16治理的引响，著者在使用转录组测序和TMT按量蛋清质组学对治理过的根确定了表达方式谱具体深入分析。几组学综合具体深入分析体现了了16F16治理下拟南芥幼芽根部缩小的管控网格，主耍有苯丙烷生物技术提炼和沉水沉水植物肾上腺素讯号转导前提条件。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

要想研究性16F16外理对根部繁殖的损害，去了根部生長的使用量发应试验装置。结局认为16F16外理对拟南芥根部繁殖有相关性调控做用，且随着时间推移16F16渗透压的增高，对根部的调控做用渐渐提高。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

编辑经过对16F16清理组和较组完成转录组测序看见，16F16清理后总计有994个的差异表示遗传什么是dna，在这当中330个遗传什么是dna上浮，664个遗传什么是dna调整。调整遗传什么是dna的数统计长远于上浮表示遗传什么是dna的数统计。由此，就可以推断出16F16清理后PDI特异性的能够抑制性危害某类对应核蛋白的收放由于危害，若想能够抑制性了对应遗传什么是dna表示的走势（图1A）。要想进三步研究分折拟南芥根改变的大分子制度化，食用TMT球蛋清质含量组学分折了比较组和治理组相互球蛋清质含量谱的变化无常。共鉴定会出120个DEPs，在其中53个上浮球蛋清和66个下跌球蛋清，发展3个与拟南芥根部大关联的DEPs均下跌（图1B）。

亚组织细胞手机定位是确定核氨基酸实用功能的重要性各种因素。便用Uniprot网对DEPs的亚体肿瘤细胞位置分析去预估。按照预估结论，DEPs重点在膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs重点位置定在体肿瘤细胞质这些法律事实进每一步兼容了之前的出现。往往，位置定在膜的DEPs对16F16补救有现象，并可以影响到拟南芥苗芽的根长生长发育（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的定性分析甚至DEPs的亚神经细胞定位手机

(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

为解析拟南芥根茎在16F16处里后的调整考核机制，根据GO微动物含有解析对DEGs和DEPs的效果的特征实现归类。对于那些转录组测序，GO归类最后显现，BP专业类别中强势微动物含有的DEGs批注为“对激励的反映”、“对重压的反映”和“对化工的反映”，DNA数各用为344个、23一个和194个（图2A）。作出微动物操作环节中调整DNA的占比很高，显示16F16处里能够主要根据促使与激励反映、胁迫反映和化工反映涉及到的的操作环节来缩减仿真绿植的对胁迫的反映。KEGG环路解析显示，DEGs在“苯丙烷微动物镶嵌”、“仿真绿植的-病毒体彼此效用”、“仿真绿植的皮质激素药信息转导”、“海藻酸钠和白砂糖分解”和“MAPK信息环路-仿真绿植的”等前提条件中微动物含有。除仿真绿植的皮质激素药信息转导环路外，某个4种环路中调整DNA较多（图2B）。

借助蛋白质组学结果分享发掘，KEGG中不错含有的前10个是“苯丙烷类海洋生物工程学组成”、“光合功效”、“各项树种次生消化吸收物的海洋生物工程学组成”、“次生消化吸收物的海洋生物工程学组成”以其“消化吸收方法”（图2D）。

图2|之间的关系化展示基因组和之间的关系化展示淀粉酶质的信号通路讲解、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

为着体现了DEGs和DEPs两者之间的涉及到的性，做者对转录组和血清质组来了聯合解析。共查重到16个共出DEGs，12个DEGs描述市场需求相同之处，一个DEGs描述市场需求不同。己经来了KEGG聚集解析，毕竟体现了DEGs和DEPs超高聚集了苯丙烷类怪物炼制经由，第三体现了苯丙烷类怪物炼制经由是后果拟南芥植株根部发育期的关键经由（图3)。

图3|转录组和血清组的联席分享

(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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