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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

营养物质质二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）是一种种硫醇-二硫键防硫化反应恢复原酶，在催化剂的角色底物营养物质质中二加硫物的防硫化反应和重排中起着至关比较重要的角色。在树种中，PDI首要体验调结种子地址出芽和成长发育，推动胚乳中贮藏营养物质的防硫化反应伸缩，有助于花粉量的演变成。可是，PDI在根部种植中的角色以往并没有科研过。

202多年7月，东南大学专业刘亚楠团队图片在IJMS（IF=5.6）上发表文章了题写“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的钻研探讨文献。该钻研探讨凭借PDI小分子抑制剂16F16除掉PDI染色体，可以科研染色体受损对绿植的作用。导致是因为，16F16加工处里很大调节拟南芥根部的生长期。想要进1步科研16F16加工处里的作用，小说作家选用转录组测序和TMT酶联免疫法蛋清质组学对加工处里过的根通过了表述谱了解。两组学合力了解揭露了16F16加工处里下拟南芥苗芽根部节约的调整微信网络，注意相关苯丙烷生物学分解成和绿植缴素4g信号转导有效途径。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

只为探讨16F16加工对根部滋生期的导致，做好了根部伸展的服用量化学反应应力测试。的结果意味着16F16加工对拟南芥根部滋生期有显著性减缓的功效，且随着时间推移16F16氨水浓度的增大，对根部的减缓的功效正在逐步怎强。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

著者依据对16F16除理组和对应组做转录组测序表明，16F16除理后有994个区别把你想表示出来染色体，进来330个染色体调涨，664个染色体降低。降低染色体的个数欧亚于调涨把你想表示出来染色体的个数。故此，可以预测出16F16除理后PDI亲水性的缓和产生那些有关系蛋白质的折起来给予不良影响，最终得以缓和了有关系染色体把你想表示出来的未来趋势（图1A）。要想进那步科研拟南芥根还缩短的原子考核机制，用到TMT血清质组学阐述了对比组和补救组之間血清质谱的变幻。共监定出120个DEPs，表中53个上浮血清和66个下降血清，发现了3个与拟南芥根茎生长发育想关的DEPs均下降（图1B）。

亚细胞系固定是直接决定营养物质质工作的关键环境因素环境因素。的使用Uniprot小程序对DEPs的亚神经元导航产品准确定位确定預测。只能根据預测结杲，DEPs注意坐落在膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs注意导航定坐落在神经元膜哪一犯罪行为进步骤使用了前者的看见。因，导航定坐落在膜的DEPs对16F16补救有现象，并几率印象拟南芥苗芽的根长骨骼发育（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的剖析已经DEPs的亚人体细胞追踪定位

(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

为研究剖析拟南芥根部在16F16解决后的改善体制，能够GO含有剖析对DEGs和DEPs的功用特殊特点对其进行定义。在转录组测序，GO定义后果显示信息，BP行业类别中特殊含有的DEGs注脚为“对激刺的反响”、“对负压的反响”和“对电电学的反响”，人类染色体数不同为344个、233个和194个（图2A）。上述内容菌物的的过程中大大减少人类染色体的此例很高，说明16F16解决有机会最主要的能够可抑制与激刺反响、胁迫反响和电电学反响一些的的的过程来大大减少观赏草木对胁迫的反响。KEGG径路剖析说明，DEGs在“苯丙烷菌物合出”、“观赏草木-病原菌体互相功用”、“观赏草木的的激素4g预警转导”、“木薯淀粉和白砂糖分泌”和“MAPK4g预警径路-观赏草木”等条件中含有。除观赏草木的的激素4g预警转导径路外，许多4种径路中大大减少人类染色体较多（图2B）。

借助蛋白质组学结果数据分析会发现，KEGG中更为明显丰度的前10个是“苯丙烷类海洋菌物分解成”、“光合能力”、“各种各样花草次生分泌物的海洋菌物分解成”、“次生分泌物的海洋菌物分解成”及“分泌方法”（图2D）。

图2|地域差异性描述基因组和地域差异性描述球高蛋白的通道研究、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

为了让反映DEGs和DEPs当中的涉及性，我们对转录组和核氨基酸组开展了联席数据具体分析。共检查测量到16个总共有DEGs，14个DEGs表述变化未来趋势相等，1个大概DEGs表述变化未来趋势反之。之后开展了KEGG含有数据具体分析，最后发现DEGs和DEPs高速含有了苯丙烷类菌物自动合出手段，再者发现苯丙烷类菌物自动合出手段是危害拟南芥秧苗植株发展的比较重要手段（图3)。

图3|转录组和蛋白质组的整合解析

(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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