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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

核核蛋白酶质二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）一种硫醇-二硫键脱色恢复酶，在促使底物核核蛋白酶质中二加硫物的脱色和重排中起着至关核心的效果。在值物中，PDI注意通过缓解種子发芽和发育期，驱动胚乳中儲存核核蛋白酶的脱色拆叠，也存在助于油菜蜜的建成。显然，PDI在植株发芽中的效果此前找不到研究方案过。

202几年11月，西南大学生刘亚楠团队图片在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”的探索分析参考文献。该探索分析灵活运用PDI小分子抑制剂16F16剔除PDIDNA，导致科学研发DNA不足对绿色绿植的的关系。效果阐明，16F16整理特别限制拟南芥植株的生张。想要进三步科学研发16F16整理的关系，编辑选用转录组测序和TMT化学发光法蛋白酶质组学对整理过的根完成了表达出谱分享。多个学协同分享反映了16F16整理下拟南芥秧苗植株减少的干预手机网络，最主要有关苯丙烷生物工程聚合和绿色绿植的雄激素表现转导行业。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

为了更好地探索16F16净化治理对根茎繁殖的干扰，来进行了根茎生长发育的标准容量不起的功效应力测试。后果体现了16F16净化治理对拟南芥根茎繁殖有可观仰做方法用，且根据16F16氧浓度的资料，对根茎的仰做方法用随着资料。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

我们用对16F16治理组和差表组确定转录组测序发现，16F16治理后通用994个不同之处把你想表述出来dna，中仅330个dna上浮，664个dna降低。降低dna的次数欧亚于上浮把你想表述出来dna的次数。于是，可推断16F16治理后PDI特异性的治理和改善会造成或者涉及到的蛋清的折叠型受过影响到，然而治理和改善了涉及到的dna把你想表述出来的市场需求（图1A）。为了更好地进一歩理论研究拟南芥根缩减的分子式体制，安全使用TMT血清质组学探讨了对应组和除理组中间血清质谱的变幻。共监定出120个DEPs，各举53个上浮血清和65个再降血清，发展3个与拟南芥植株成长发育关于的DEPs均再降（图1B）。

亚細胞精准定位是而定核蛋白工作的要素的因素。安全使用Uniprot平台对DEPs的亚肿瘤组织细胞标记参与精准分析预测。随着精准分析预测报告单，DEPs最最主要的的地处膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs最最主要的的标记于肿瘤组织细胞某种事进一点扶持了原本的得知。如此，标记于膜的DEPs对16F16进行处理有反映，并可以不良影响拟南芥幼株的根长胸部发育（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的定量分析并且DEPs的亚上皮细胞位置

(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

为探索拟南芥根茎在16F16净化加工处理后的政策调控策略，用GO含有分享对DEGs和DEPs的工作本质特征做好细分。对待转录组测序，GO细分后果展示，BP专业类别中显著性含有的DEGs批注为“对畅快的现象”、“对负压的现象”和“对电学的现象”，染色体数依次为344个、236个和194个（图2A）。所诉生物技术技术方式中调低染色体的百分比很高，意味着16F16净化加工处理或者首要用能够抑制与畅快现象、胁迫现象和电学现象相应的的方式来降低了树木对胁迫的现象。KEGG环路分享意味着，DEGs在“苯丙烷生物技术技术分解成”、“树木-致病菌体间接效果”、“树木皮质生长激素数字数字信号灯转导”、“海藻酸钠和白砂糖消化吸收”和“MAPK数字数字信号灯环路-树木”等路径中含有。除树木皮质生长激素数字数字信号灯转导环路外，其它4种环路中调低染色体较多（图2B）。

能够蛋白质组学结果分析一下察觉，KEGG中更为明显含有的前10个是“苯丙烷类动物工程制成”、“光合帮助”、“几种草本植物次生产动物的动物工程制成”、“次生产动物的动物工程制成”和“产生行业”（图2D）。

图2|差别的呈现染色体和差别的呈现血清质的信号通路阐述、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

关键在于体现了DEGs和DEPs内的相关内容性，创作者对转录组和淀粉酶质组通过了联合技术讲解。共验测到16个就有DEGs，13个DEGs形容市场需求同一，2个DEGs形容市场需求相反的词语。很快通过了KEGG丰度讲解，最后反映出DEGs和DEPs高丰度了苯丙烷类微生物工程分解手段，继续反映出苯丙烷类微生物工程分解手段是危害拟南芥小苗根茎生长的注重手段（图3)。

图3|转录组和蛋白酶组的连合解析

(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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