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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）就是一种硫醇-二硫键阳极防防氧化保存酶，在离子液体底物蛋清质中二混炼物的阳极防防氧化和重排中起着至关非常重要的反应。在藤本植物中，PDI注意直接参与转换种子网想到了和胸部发育，加速胚乳中保存蛋清的阳极防防氧化收放，也是有助于蜂花粉的进行。尽管，PDI在根茎植物的生长中的反应半年前没深入分析过。

2023年4月，华北学校刘亚楠队伍在IJMS（IF=5.6）上刊登了题写“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的深入分析开题报告。该深入分析运用PDI小分子抑制剂16F16的还原PDIDNA，才能钻研DNA丢失对作物的作用。結果意味着，16F16治理比较明显减弱拟南芥根部的萌发。为了能进一点钻研16F16治理的作用，小说作者施用转录组测序和TMT定量探讨蛋白酶质组学对治理过的根实现了抒发谱探讨。几组学连合探讨具体分析了16F16治理下拟南芥幼芽根部减短的调节管控网咯，主要的涉及到苯丙烷微生物炼制和作物生长激素手机信号转导路经。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

要实验设计16F16加工对植株植物的发芽的影响力，使用了植株拉伸应变的标准容量反映疲劳试验。导致说明16F16加工对拟南芥植株植物的发芽有有明显抑打造用的功效，且伴随16F16酸度的加强，对植株的抑打造用的功效迅速促进。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

作家根据对16F16外理组和比较组开展转录组测序知道，16F16外理后通用994个差异化理解dna组，在这其中330个dna组调涨，664个dna组下降。下降dna组的规模博达到调涨理解dna组的规模。以至于，能否预测16F16外理后PDI催化活性的阻止造成有的相关的联蛋清的折叠型因为影响力，进而阻止了相关的联dna组理解的浪潮（图1A）。成了进第一步设计拟南芥根减短的碳原子机理，安全使用TMT蛋清质组学分析一下了剖析组和解决组直接蛋清质谱的变现。共鉴定费出120个DEPs，表中53个调涨蛋清和65个下跌蛋清，发现了3个与拟南芥植株成长发育涉及的DEPs均下跌（图1B）。

亚血细胞位置定位是取决蛋清质技能的重要主观因素。运行Uniprot网页对DEPs的亚細胞追踪品牌确定展开估计。依据估计报告，DEPs具体座落在膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs具体追踪定座落在細胞膜这类客观进十步大力支持了已经的看到。对此，追踪定座落在膜的DEPs对16F16解决有不起作用，并将会影响到拟南芥秧苗的根长发肓（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的探讨或是DEPs的亚细胞膜位置定位

(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

为探析拟南芥根茎在16F16治理后的监测机能，借助GO聚集数据分享对DEGs和DEPs的功能性特殊性确定类属。在转录组测序，GO类属效果呈现，BP类属中同质性聚集的DEGs标注为“对畅快的影响”、“对负压的影响”和“对物理的影响”，dna组数不同为344个、237个和194个（图2A）。出现生态学操作进程中调低dna组的数量很高，表示16F16治理可能会主耍借助能够抑制与畅快影响、胁迫影响和物理影响关于的操作进程来降低了绿植对胁迫的影响。KEGG通道数据分享表示，DEGs在“苯丙烷生态学组成”、“绿植-致病菌体间接做用”、“绿植雄缴素表现转导”、“含淀粉和白砂糖代谢转化”和“MAPK表现通道-绿植”等路径中聚集。除绿植雄缴素表现转导通道外，其他的4种通道中调低dna组较多（图2B）。

利用蛋白质组学结果讲解得知，KEGG中更为明显聚集的前10个是“苯丙烷类动物合出”、“光合效用”、“多种草木次生分解基础代谢转化物的动物合出”、“次生分解基础代谢转化物的动物合出”以其“分解基础代谢转化方法”（图2D）。

图2|对比表示dna和对比表示营养素质的信号通路分享、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

为着发现DEGs和DEPs范围内的有关性，作家对转录组和血清质组确定了联合技术定量数据分析。共检测工具到16个一共有DEGs，13个DEGs呈现出趋向英文相等，4个DEGs呈现出趋向英文反。继而确定了KEGG含有定量数据分析，可是发现DEGs和DEPs高宽比含有了苯丙烷类生物技术工程分解手段，已经发现苯丙烷类生物技术工程分解手段是反应拟南芥幼芽植株发育状况的非常重要手段（图3)。

图3|转录组和血清组的连合分析一下

(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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