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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）是一个种硫醇-二硫键防防被氧化还原系统酶，在催化防被氧化底物血清质中二硫化橡胶物的防防被氧化和重排中起着至关很重要的目的。在作物中，PDI基本陆续参与调准種子不断涌现和胸部发育，增进胚乳中贮藏血清的防防被氧化收折，都是助于花粉及花粉类食物的演变成。那么，PDI在根茎发芽中的目的原来如果没有研究探讨过。

2026年2月，华北学校刘亚楠精英团队在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”的科学探析小论文。该科学探析采取PDI小分子抑制剂16F16删去PDI表观遗传，然后调查表观遗传缺位对观赏草本植物的后果。导致显示，16F16办理显眼阻止拟南芥根茎的草本植物生长。是为了进步调查16F16办理的后果，诗人用到转录组测序和TMT按量蛋清质组学对办理过的根开展了表明谱研究深入分析。多个学共同研究深入分析探求了16F16办理下拟南芥秧苗根茎减少的管控网，主要所涉苯丙烷生物技术合成视频和观赏草本植物缴素走势转导路线。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

要为探索16F16工作对根部植物的生长期的影响力，确定了根部植物的生长的标准容量反應可靠性试验。结杲体现了16F16工作对拟南芥根部植物的生长期有特殊克制成用，且时间推移16F16质量浓度的加大，对根部的克制成用频频增強。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

作著根据对16F16通过清理组和比对组通过转录组测序知道，16F16通过清理后共出994个异同描述DNA，这其中330个DNA调涨，664个DNA调低。调低DNA的比例高远于调涨描述DNA的比例。因，应该预测出16F16通过清理后PDI活力的能够调控会导致其他各种有关系球蛋白的翻折得到干扰，最终得以能够调控了各种有关系DNA描述的走势（图1A）。为了能够进一次探索拟南芥根就缩短的大分子新机制，运行TMT球高淀粉酶组学剖析了对比组和治疗组互相球高淀粉酶谱的变。共鉴别出120个DEPs，在这其中53个调涨球淀粉酶和66个调整球淀粉酶，出现 3个与拟南芥植株生长发育相关的的DEPs均调整（图1B）。

亚癌细胞位置定位是判断血清质作用的最为关键的重要因素。安全使用Uniprot网站平台对DEPs的亚上皮神经元分析做出预侧。不同预侧结论，DEPs重要应用于膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs重要分析于上皮神经元膜这种法律事实进步骤大力支持了前者的察觉。因而，分析于膜的DEPs对16F16净化处理有体现，并可能性引响拟南芥幼株的根长发育状况（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的深入分析同时DEPs的亚肿瘤细胞分析

(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

为科研拟南芥根茎在16F16外理后的改善新机制，借助GO聚集浅析对DEGs和DEPs的技能特性来进行分为。这对转录组测序，GO分为数据显现，BP类中涉及到的性聚集的DEGs批注为“对刺击性的反响”、“对重压的反响”和“对药剂学的反响”，DNA遗传数区别为344个、236个和194个（图2A）。综上所述怪物的具体步骤中调整DNA遗传的比例怎么算很高，表面16F16外理或者主要借助克制与刺击性反响、胁迫反响和药剂学反响涉及到的的的具体步骤来减小花草对胁迫的反响。KEGG通道浅析表面，DEGs在“苯丙烷怪物合出”、“花草-致病菌体互不意义”、“花草皮质雌激素移动警报转导”、“定粉和乳糖产生”和“MAPK移动警报通道-花草”等行业中聚集。除花草皮质雌激素移动警报转导通道外，另一4种通道中调整DNA遗传较多（图2B）。

能够蛋白质组学结果数据分析得知，KEGG中为显著含有的前10个是“苯丙烷类生物制品工程工程分解成”、“光合意义”、“各类树种次生产生转化物的生物制品工程工程分解成”、“次生产生转化物的生物制品工程工程分解成”以其“产生转化方法”（图2D）。

图2|差别的展现遗传基因和差别的展现蛋清质的通道讲解、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

为蕴含DEGs和DEPs之中的相关联性，作著对转录组和蛋清质组做好了合作定量概述。共查重到16个共计DEGs，18个DEGs传达的发展趋势一致，7个DEGs传达的发展趋势相悖。随后不久做好了KEGG丰度定量概述，导致取决于DEGs和DEPs极高丰度了苯丙烷类动物提炼路线，从新取决于苯丙烷类动物提炼路线是危害拟南芥幼芽植株发育期的根本路线（图3)。

图3|转录组和血清组的携手浅析

(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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