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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

核营养物质二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）就是种硫醇-二硫键氧化的物反应还原系统酶，在催化氧化的物底物核营养物质中二混炼物的氧化的物反应和重排中起着至关核心的使用。在草本植物中，PDI首要参与性设定种子视频长出和发展，利于胚乳中存贮核核蛋白酶的氧化的物反应申缩，当然也有助于花粉量的型成。那么，PDI在根茎种子发芽中的使用很早以前还没有研发过。

2023年11月，西北部二本大学刘亚楠组织在IJMS（IF=5.6）上发表文章了名为“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的科研整形论文。该科研采用PDI小分子抑制剂16F16清理PDI遗传染色体，最后探究遗传染色体不全对藤本树木的决定。的结果表面，16F16净化工作很深压制拟南芥根部的生长期。关键在于进十步探究16F16净化工作的决定，做者动用转录组测序和TMT降钙素原检测血清质组学对净化工作过的根实施了表明谱数据进行分析。几组学共同数据进行分析呈现了16F16净化工作下拟南芥秧苗根部减小的调节管控网，重要设及苯丙烷动物合出和藤本树木雌激素数据转导条件。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

以便洞察分析一下16F16正确解决对根部生张发育的反响，采取了根部生张的标准容量反响实验设计。后果是因为16F16正确解决对拟南芥根部生张发育有正相关克加工用，且跟随着16F16盐浓度的增多，对根部的克加工用渐渐增加。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

我借助对16F16净化治理组和相较比较组参与转录组测序会发现，16F16净化治理后各有994个差异化抒发方法人类DNA，至少330个人类DNA调整，664个人类DNA下降。下降人类DNA的量长远于调整抒发方法人类DNA的量。由此，是可以得出16F16净化治理后PDI灵活性的克制应响某类想关淀粉酶的拆卸遭受到应响，若想克制了想关人类DNA抒发方法的动向（图1A）。以便切实一个脚印科学研究拟南芥根减短的大分子管理机制，的使用TMT球淀粉酶酶酶质组学分折了参考组和治理组期间球淀粉酶酶酶质谱的发生改变。共检验出120个DEPs，这当中53个调涨球淀粉酶酶酶和65个上涨球淀粉酶酶酶，察觉到3个与拟南芥根部健康发育有关的的DEPs均上涨（图1B）。

亚细胞核确定是来决定蛋清质工作的重要影响因素。操作Uniprot网址对DEPs的亚内部市场手机导航定位确定預测。随着預测的结果，DEPs大部分应用于膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs大部分市场定应用于内部膜此法律事实进一点认可了事先的知道。以至于，市场定应用于膜的DEPs对16F16处里有反响，并也许的影响拟南芥小苗的根长骨骼发育（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的解析与DEPs的亚细胞膜手机定位

(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

为研究方案拟南芥根茎在16F16补救后的管控规则，利用GO聚集定性定量分析对DEGs和DEPs的效果特点使用品目。谈谈转录组测序，GO品目数据显视，BP品目中更为明显聚集的DEGs批注为“对多种多样的不良不良角色”、“对压力差的不良不良角色”和“对催化物质的不良不良角色”，遗传DNA组数差别为344个、2315个和194个（图2A）。据此菌物制品阶段中较低遗传DNA组的比重很高，显示16F16补救有可能包括利用调控与多种多样不良不良角色、胁迫不良不良角色和催化物质不良不良角色有关的的阶段来较低草本花卉对胁迫的不良不良角色。KEGG径路定性定量分析显示，DEGs在“苯丙烷菌物制品转化成”、“草本花卉-致病菌体充分角色”、“草本花卉性刺激素手机预警转导”、“水溶性淀粉和白砂糖分泌”和“MAPK手机预警径路-草本花卉”等经过中聚集。除草本花卉性刺激素手机预警转导径路外，别的4种径路中较低遗传DNA组较多（图2B）。

依据蛋白质组学结果探讨发现了，KEGG中更为明显微生物体工程富集的前10个是“苯丙烷类微生物体工程组成”、“光合功用”、“各种各样草本花卉次生分解细胞产生物的微生物体工程组成”、“次生分解细胞产生物的微生物体工程组成”或是“分解细胞产生方法”（图2D）。

图2|差别描述什么是基因和差别描述蛋白酶质的通道浅析、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

方便体现了DEGs和DEPs相互的有关系性，小说拜谱生物对转录组和蛋白酶质组做了联手研究介绍。共验测到16个就有DEGs，16个DEGs抒发的趋势介绍想同，15个DEGs抒发的趋势介绍相左。很快做了KEGG微生物体含有研究介绍，但是意味着DEGs和DEPs高微生物体含有了苯丙烷类微生物体生成手段，立即意味着苯丙烷类微生物体生成手段是影晌拟南芥小苗植株成长的极为重要手段（图3)。

图3|转录组和核蛋白组的联手研究

(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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