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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）也是种硫醇-二硫键钝化替换酶，在离子液体底物淀粉酶质中二硫化橡胶物的钝化和重排中起着至关更重要的帮助。在植被中，PDI关键参与的调结种子视频出芽和胸部发育，促进会胚乳中存贮淀粉酶的钝化折叠伞，有着助于花粉量的变成。殊不知，PDI在根茎植物生长中的帮助很多年就没有探究过。

202历经四年7月，西北部大学生刘亚楠人员在IJMS（IF=5.6）上发表过了一篇“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的理论深入分析文章。该理论深入分析根据PDI小分子抑制剂16F16祛除PDIDNA，因而论述DNA不全对草本花卉的决定。数据说明，16F16除理很深仰制拟南芥植株的发芽。关键在于继续骤论述16F16除理的决定，创作者适用转录组测序和TMT化学发光法核营养物质组学对除理过的根开展了表述谱讲解。几组学协同讲解表明了16F16除理下拟南芥苗芽植株变短的调节网格，最主要的包括苯丙烷生态学人工和草本花卉雌激素4g信号转导行业。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

为了能让研究性学习16F16正确处置对根部成长的的影响，去了根部受力的用量发生反应耐压试验。然而阐明16F16正确处置对拟南芥根部成长有为显著控制造用，且伴随着16F16浓度值的新增，对根部的控制造用正渐渐增强学习。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

小编开展对16F16正确处里组和相较比较组开展转录组测序看见，16F16正确处里后有994个差异化体现方式人类遗传dna组组，至少330个人类遗传dna组组上涨，664个人类遗传dna组组上涨。上涨人类遗传dna组组的次数高远于上涨体现方式人类遗传dna组组的次数。于是，能预测出16F16正确处里后PDI催化活性的缓和直接影响很多有关系核蛋白的折叠伞遭受到直接影响，而缓和了有关系人类遗传dna组组体现方式的现象（图1A）。要进那步理论研究拟南芥根减少的团伙逻辑，运用TMT淀粉酶质组学研究了比组和外理组区间内淀粉酶质谱的发展。共司法鉴定出120个DEPs，里面53个调整淀粉酶和64个调整淀粉酶，发现3个与拟南芥根部发肓想关的DEPs均调整（图1B）。

亚人体细胞手机定位是取决于蛋白酶质实用功能的关键各种因素各种因素。运用Uniprot平台网站对DEPs的亚神经人体细胞位置品牌品牌定位通过预侧。可根据预侧数据，DEPs基本在膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs基本位置定在神经人体细胞质该实情进几步支撑了之前的发现。从而，位置定在膜的DEPs对16F16工作有反响，并将会影响力拟南芥幼芽的根长成长发育（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的数据分析或者DEPs的亚生殖细胞产品定位

(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治理后的房产调控机能，能够GO生物制品技术生物制品技术聚集定性分折对DEGs和DEPs的实用功能基本特征开始细分。而对于转录组测序，GO细分报告屏幕上显示，BP类属中重要生物制品技术生物制品技术聚集的DEGs标注为“对伤害性的发应”、“对学习压力的发应”和“对化工的发应”，人类人类基因遗传数分开为344个、23一和194个（图2A）。给出生物制品技术整个的过程中较低人类人类基因遗传的比重很高，证明16F16治理有可能主要的能够减缓与伤害性发应、胁迫发应和化工发应各种相关的整个的过程来较低仿真动草木对胁迫的发应。KEGG表现环路定性分折证明，DEGs在“苯丙烷生物制品技术生成”、“仿真动草木-病原菌体间接功能”、“仿真动草木刺激素类表现转导”、“面粉和绵白糖新陈代谢”和“MAPK表现表现环路-仿真动草木”等方法中生物制品技术生物制品技术聚集。除仿真动草木刺激素类表现转导表现环路外，另一个4种表现环路中较低人类人类基因遗传较多（图2B）。

按照蛋白质组学结果具体分析遇到，KEGG中不错聚集的前10个是“苯丙烷类生态学结合”、“光合功用”、“所有绿色植物次生产动物的生态学结合”、“次生产动物的生态学结合”并且“产生渠道”（图2D）。

图2|差距表述染色体和差距表述核蛋白质含量的通道概述、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

为阐述DEGs和DEPs内的涉及性，原作者对转录组和蛋清质组开展了合作研究。共检验到16个公有DEGs，13个DEGs表现变化发展想同，3个DEGs表现变化发展反着的。随后不久开展了KEGG怪物聚集研究，但是反映DEGs和DEPs高怪物聚集了苯丙烷类怪物合成视频图片方式，在此反映苯丙烷类怪物合成视频图片方式是影响到拟南芥幼芽根部生长发育的根本方式（图3)。

图3|转录组和球蛋白组的联和了解

(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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