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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

淀粉酶质二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）是一种种硫醇-二硫键防硫化恢复备份酶，在催化剂的使用底物淀粉酶质中二硫化橡胶物的防硫化和重排中起着至关关键的使用。在藤本植物中，PDI通常参入上下调整种子资源产生和发肓，驱动胚乳中贮藏淀粉酶的防硫化叠折，有助于油菜蜜的出现。然后，PDI在植株植物的生长中的使用早先并没有学习过。

202几年12月，东北大学考研刘亚楠团队合作在IJMS（IF=5.6）上刊发了一篇“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的探索论文提纲。该探索根据PDI小分子抑制剂16F16的还原PDI表观遗传组，得以研发表观遗传组缺位对常绿蕨类植物的危害。报告单认为，16F16加工治疗严重治理和改善拟南芥根部的产生。只为进三步研发16F16加工治疗的危害，做者动用转录组测序和TMT定量浅析血清质组学对加工治疗过的根实行了表达方式谱浅析。几组学共同浅析证明了16F16加工治疗下拟南芥幼株根部就缩短的调空在线，主耍触及苯丙烷怪物制成和常绿蕨类植物缴素数字信号转导经由。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

想要探究性学习16F16操作对根茎发芽发育的损害，参与了根茎拉伸应变的服用量影响校正。没想到表示16F16操作对拟南芥根茎发芽发育有不错减弱功能，且不断地16F16酸度的曾加，对根茎的减弱功能正在逐步促进。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

原作者按照对16F16处里组和相较比较组来进行转录组测序出现，16F16处里后总计有994个之间的关系描述什么是DNA，另外330个什么是DNA上涨，664个什么是DNA调整。调整什么是DNA的使用量高远于上涨描述什么是DNA的使用量。因而，还可以得出16F16处里后PDI抗逆性的可调节促使那些涉及到的核蛋白的伸缩会受到直接影响，进而可调节了涉及到的什么是DNA描述的趋势分析（图1A）。为了让进一大步深入具体分析拟南芥根减短的氧分子机理，选择TMT血清质组学具体分析了照表组和正确处理组间血清质谱的变幻。共鉴定费出120个DEPs，在其中53个上涨血清和68个降低血清，遇到3个与拟南芥植株成长相关内容的DEPs均降低（图1B）。

亚神经细胞精确定位是打算球高蛋白工作的主要情况。操作Uniprot小程序对DEPs的亚人体生殖细胞品牌位置精确定位对其进行予测。表明予测导致，DEPs大部分坐落于膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs大部分品牌定坐落于人体生殖细胞质这一个实际上进几步支撑了事先的找到。往往，品牌定坐落于膜的DEPs对16F16解决有反馈，并或许应响拟南芥苗芽的根长健康成长（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的分析一下及及DEPs的亚体细胞品牌定位

(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

为探讨拟南芥根茎在16F16使用正确处理后的调节考核机制，依据GO含有介绍对DEGs和DEPs的能力功能使用分类管理管理。而对于转录组测序，GO分类管理管理数据提示，BP品类中显著性含有的DEGs引用为“对激励的反應”、“对压的反應”和“对电学的反應”，染色体数区别为344个、23个和194个（图2A）。上面的动物期间中变动染色体的比重很高，揭示16F16使用正确处理或许核心依据遏制与激励反應、胁迫反應和电学反應有关系的期间来影响树木对胁迫的反應。KEGG卫星数据数据径路介绍揭示，DEGs在“苯丙烷动物制成”、“树木-致病菌体完美影响”、“树木抗生素类卫星数据转导”、“水溶性淀粉和乳糖产生”和“MAPK卫星数据卫星数据数据径路-树木”等行业中含有。除树木抗生素类卫星数据转导卫星数据数据径路外，相关4种卫星数据数据径路中变动染色体较多（图2B）。

按照蛋白质组学结果进行分析显示，KEGG中同质性聚集的前10个是“苯丙烷类生物技术体学组成”、“光合效用”、“繁多观赏植物次生分解物的生物技术体学组成”、“次生分解物的生物技术体学组成”并且“分解行业”（图2D）。

图2|差别表示基因组和差别表示淀粉酶质的通道了解、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

只为折射出DEGs和DEPs中的相应的性，小说拜谱生物对转录组和核蛋白质含量组来进行了共同来进行分折。共探测到16个各有DEGs，17个DEGs理解变化发展趋势同等，7个DEGs理解变化发展趋势反之。很快来进行了KEGG含有来进行分折，毕竟阐明DEGs和DEPs高宽比含有了苯丙烷类动物提炼路线，再度阐明苯丙烷类动物提炼路线是影响力拟南芥幼芽根部发育成熟的重要的路线（图3)。

图3|转录组和蛋白酶组的综合浅析

(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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