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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

蛋清酶酶质二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）不是种硫醇-二硫键腐蚀回归酶，在催化阳极防氧化底物蛋清酶酶质中二硫化橡胶物的腐蚀和重排中起着至关比较重要的用。在草本花卉中，PDI注意参于调种子资源不断涌现和健康成长，加快胚乳中存储蛋清酶酶的腐蚀收叠，亦有助于蜂花粉的成型。同时，PDI在植株生长的中的用过去还没有设计过。

202历经四年6月，华北二本大学刘亚楠开发团队在IJMS（IF=5.6）上先生发表了名为“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的的科学研究论文范文。该的科学研究灵活运用PDI小分子抑制剂16F16快速清理PDI表观遗传遗传，因而探究表观遗传遗传缺少对蕨类藤本植物的直接的影响。最终发现，16F16除理凸显抑制作用拟南芥根部的发展。为了能让进十步探究16F16除理的直接的影响，小说拜谱生物利用转录组测序和TMT化学发光法蛋清质组学对除理过的根实行了表现谱浅析。几组学连合浅析证明了16F16除理下拟南芥植株根部改变的政策调控系统，重要包涵苯丙烷生物学合成视频和蕨类藤本植物的激素卫星信号转导手段。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

为着探讨16F16除理对根茎发育的干扰，对其进行了根茎拉伸应变的服用量体现应力测试。效果阐明16F16除理对拟南芥根茎发育有强势克制成用，且根据16F16氨水浓度的不断增加，对根茎的克制成用会逐渐促进。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

做者经过对16F16处置组和相较比较组参与转录组测序感觉，16F16处置后总计有994个性别差异展现dna，里面330个dna调整，664个dna调整。调整dna的总次数长远于调整展现dna的总次数。由此，会预测16F16处置后PDI催化活性的促使造成某一相应淀粉酶的伸缩因为关系，关键在于促使了相应dna展现的市场需求（图1A）。因为进三步学习拟南芥根缩减的分子结构共识机制，利用TMT胆固醇质组学剖析了参考组和操作组两者之间胆固醇质谱的的变化。共亲子鉴定出120个DEPs，当中53个上浮胆固醇和66个变动胆固醇，发现3个与拟南芥植株发肓关联的DEPs均变动（图1B）。

亚内部定位系统是主要核膳食纤维作用的主要情况。选用Uniprot拜谱生物对DEPs的亚上皮血细胞市场位置功能做出分折。按照其分折然而，DEPs最具体隶属于膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs最具体市场定隶属于上皮血细胞某些事情进几步可以了事先的发展。所以说，市场定隶属于膜的DEPs对16F16加工处理有现象，并应该影晌拟南芥植株的根长发育状况（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的分折及及DEPs的亚受损细胞导航定位

(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

为研究深入概述拟南芥根茎在16F16处里后的干预新机制，完成GO海洋生物工程海洋生物工程生物富集深入概述对DEGs和DEPs的技能特殊性实行的区分。这对转录组测序，GO的区分結果展示，BP品目中特殊海洋生物工程海洋生物工程生物富集的DEGs注脚为“对促使的发生不起影响”、“对经济压力的发生不起影响”和“对耐腐蚀的发生不起影响”，染色体组数分为为344个、23个和194个（图2A）。上面海洋生物工程时候中变动染色体组的身材比例很高，证明16F16处里有可能一般完成缓和与促使发生不起影响、胁迫发生不起影响和耐腐蚀发生不起影响关于的时候来缩减树种对胁迫的发生不起影响。KEGG通道深入概述证明，DEGs在“苯丙烷海洋生物工程合出”、“树种-副猪嗜血杆菌体互相影响”、“树种皮质的激素走势转导”、“含淀粉和绵白糖分解”和“MAPK走势通道-树种”等经过中海洋生物工程海洋生物工程生物富集。除树种皮质的激素走势转导通道外，其余4种通道中变动染色体组较多（图2B）。

利用蛋白质组学结果研究分析显示，KEGG中不错生态学制品学富集的前10个是“苯丙烷类生态学制品学自动合出”、“光合用处”、“不同的值物次生产生态学制品的生态学制品学自动合出”、“次生产生态学制品的生态学制品学自动合出”并且“产生方法”（图2D）。

图2|差别的把你想传达出来DNA和差别的把你想传达出来核营养物质的环路进行分析、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

为揭露DEGs和DEPs中的涉及性，作家对转录组和蛋清质组做好了联席解析。共验测到16个总计有DEGs，12个DEGs理解市场需求一致，15个DEGs理解市场需求相悖。随着做好了KEGG聚集解析，最终结果意味着DEGs和DEPs程度聚集了苯丙烷类动物炼制路线，第三意味着苯丙烷类动物炼制路线是的影响拟南芥植株根茎健康发育的关键路线（图3)。

图3|转录组和蛋清组的共同定量分析

(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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