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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

蛋清质二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）有的是种硫醇-二硫键空气空气氧化反应呈现酶，在崔化底物蛋清质中二塑炼物的空气空气氧化反应和重排中起着至关核心的用。在蕨类植物中，PDI首要参与进来调花楸树种子出芽和健康，驱动胚乳中店铺蛋清的空气空气氧化反应收放，也会助于花粉的效应的组成。但，PDI在根茎繁殖中的用很久以前找不到实验过。

2026年1月，西北部师范大学刘亚楠创业团队在IJMS（IF=5.6）上展现了名为“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的探索论文题目。该探索运用PDI小分子抑制剂16F16除去PDIdna遗传，最终得以研究分享分享dna遗传受损对仿真绿植的的不良影响力。报告单显示，16F16加工比较明显缓和拟南芥根部的种植。为了更好地进的一步研究分享分享16F16加工的不良影响力，笔者动用转录组测序和TMT酶联免疫法蛋清质组学对加工过的根实现了表达出来谱分享。两组学联和分享折射出了16F16加工下拟南芥秧苗根部变短的控制线上，核心涉及到的苯丙烷怪物获得和仿真绿植的抗生素的信号转导方式。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

要实验设计16F16处置对植株成长发育的表现，确定了植株伸展的药量表现可靠性试验。毕竟是因为16F16处置对拟南芥植株成长发育有强势能够抑制性能力，且根据16F16密度的增添，对植株的能够抑制性能力随着怎强。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

我开展对16F16处里组和對照组开展转录组测序找到，16F16处里后共要994个差异性描述方法染色体，这其中330个染色体调整，664个染色体降低。降低染色体的使用量长远于调整描述方法染色体的使用量。故而，可能推断出16F16处里后PDI活性酶的阻止导至些一些蛋白质的折叠伞遭遇干扰，最终得以阻止了一些染色体描述方法的前景（图1A）。方便进几步的研究拟南芥根降低的碳原子规则，应用TMT蛋清质组学分折了比对组和加工处理组左右蛋清质谱的改变。共鉴别出120个DEPs，在当中53个调整蛋清和6七个下降蛋清，表明3个与拟南芥根部健康发育各种相关的DEPs均下降（图1B）。

亚组织手机定位是决定的球脂肪酸职能的重要的基本要素。的使用Uniprot站点对DEPs的亚体受损细胞导航手机确定开展预侧。利用预侧結果，DEPs主要是是隶属于膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs主要是是导航定隶属于体受损细胞核一种史实全面一个脚印的支持了原先的发觉。以至于，导航定隶属于膜的DEPs对16F16正确处理有发应，并也许危害拟南芥幼株的根长發育（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的概述并且DEPs的亚人体细胞精准定位

(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

为学习拟南芥根部在16F16展开整理后的改善机制化，使用GO丰度展开进行分析对DEGs和DEPs的功能模块结构特征展开划分类目整理。就转录组测序，GO划分类目整理后果凸显，BP类目中正一些丰度的DEGs引用为“对促进的体现”、“对气压的体现”和“对物理化工的体现”，表观遗传组数依次为344个、237个和194个（图2A）。所述生态学工程的过程中中有效降低表观遗传组的身材比例很高，意味着16F16展开整理可能包括使用遏制与促进体现、胁迫体现和物理化工体现一些的的过程中来有效降低草本沉水蕨类沉水草本植物对胁迫的体现。KEGG通道展开进行分析意味着，DEGs在“苯丙烷生态学工程合并”、“草本沉水蕨类沉水草本植物-革兰氏阴性菌体双方用处”、“草本沉水蕨类沉水草本植物性刺激素数据转导”、“海藻酸钠和绵白糖产生”和“MAPK数据通道-草本沉水蕨类沉水草本植物”等路径中丰度。除草本沉水蕨类沉水草本植物性刺激素数据转导通道外，其他的4种通道中有效降低表观遗传组较多（图2B）。

实现蛋白质组学结果具体分析发觉，KEGG中强势含有的前10个是“苯丙烷类生态学工程分解”、“光合帮助”、“很多苔藓植物次生排泄物的生态学工程分解”、“次生排泄物的生态学工程分解”、“排泄方式”（图2D）。

图2|对比抒发出来DNA和对比抒发出来淀粉酶质的环路概述、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

因为证明DEGs和DEPs期间的相关系数，著者对转录组和蛋清质组去了共同了解。共判断到16个现有DEGs，12个DEGs展示发展未来趋势差不多，一个DEGs展示发展未来趋势反之。之后去了KEGG丰度了解，毕竟显示DEGs和DEPs极高丰度了苯丙烷类海洋生物技术转化成路径，从新显示苯丙烷类海洋生物技术转化成路径是的影响拟南芥小苗根部發育的非常重要路径（图3)。

图3|转录组和蛋白酶组的整合研究

(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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