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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）就是种硫醇-二硫键阳极腐蚀反应呈现酶，在促使底物蛋清质中二塑炼物的阳极腐蚀反应和重排中起着至关首要的目的。在树种中，PDI主要的参与的缓解种子视频下载萌生和胸部发育，有利于胚乳中店铺蛋清的阳极腐蚀反应收放，就有助于花粉的目的的导致。不过，PDI在根部生长期中的目的很早以前不会有学习过。

2028年三月份，西南本科大学刘亚楠项目团队在IJMS（IF=5.6）上发表文章了名为“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的的实验小作文。该的实验借助PDI小分子抑制剂16F16洗去PDI染色体，然后理论钻研染色体缺位对绿植的后果。然而显示，16F16清理明显的抑止拟南芥植株的观赏植物生长。要为进一大步理论钻研16F16清理的后果，做者用转录组测序和TMT酶联免疫法血清质组学对清理过的根对其进行了体现谱探讨。两组学联手探讨揭露了16F16清理下拟南芥植株植株节约的调节网格，关键包括苯丙烷生物体分解和绿植激素药走势转导经过。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

关键在于研究16F16净化正确处理对根茎产生的危害，做了根茎伸展的含水量不起反应检测。结杲意味着16F16净化正确处理对拟南芥根茎产生有明显减弱反应，且伴随16F16含量的增高，对根茎的减弱反应日渐增強。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

小说作家依据对16F16操作组和差表组实施转录组测序发掘，16F16操作后共得994个的差异把你想表达出来方式出什么是表观遗传遗传，中间330个什么是表观遗传遗传上浮，664个什么是表观遗传遗传降低。降低什么是表观遗传遗传的数目博不小于上浮把你想表达出来方式出什么是表观遗传遗传的数目。往往，都可以预测16F16操作后PDI亲水性的可调节引起有一些相应内容血清的折叠式面临会影响，因此可调节了相应内容什么是表观遗传遗传把你想表达出来方式出的前景（图1A）。想要进三步理论研究拟南芥根减少的分子结构机制化，运用TMT血清质组学介绍了相较比较组和治理组期间血清质谱的改变。共鉴别出120个DEPs，里面53个调整血清和68个降低血清，遇到3个与拟南芥根部发肓有关的DEPs均降低（图1B）。

亚神经细胞产品定位是影响蛋清质基本功能的要素条件。利用Uniprot网页对DEPs的亚神经元确定展开估计。要根据估计效果，DEPs首要应用于膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs首要确定于神经元膜相应实际情况进步骤支技了已经的得知。那么，确定于膜的DEPs对16F16补救有现象，并或许的影响拟南芥植株的根长发育成熟（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的定量分析及其DEPs的亚体细胞市场定位

(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

为阐述拟南芥根部在16F16治理后的国家宏观调控考核机制，利用GO丰度阐述对DEGs和DEPs的基本功能表现形式开始分级。关于转录组测序，GO分级成果表示，BP行业类别中强势丰度的DEGs参考文献标注为“对促使的表现”、“对压力值的表现”和“对无机化学工业的表现”，染色体遗传数包括为344个、23一和194个（图2A）。综上所述菌物流程中调低染色体遗传的比率很高，发现16F16治理几率包括利用控制与促使表现、胁迫表现和无机化学工业表现相应的的流程来减轻常绿绿植对胁迫的表现。KEGG通道阐述发现，DEGs在“苯丙烷菌物合成图片”、“常绿绿植-病原菌体之间帮助”、“常绿绿植抗生素电磁波转导”、“水溶性淀粉和绵白糖分解”和“MAPK电磁波通道-常绿绿植”等行业中丰度。除常绿绿植抗生素电磁波转导通道外，同一4种通道中调低染色体遗传较多（图2B）。

确认蛋白质组学结果分折感觉，KEGG中重要丰度的前10个是“苯丙烷类菌物合并”、“光合的作用”、“各类草本植物次生分解转化物的菌物合并”、“次生分解转化物的菌物合并”各种“分解转化前提条件”（图2D）。

图2|区别表现方式dna和区别表现方式血清质的环路进行分析、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

成了阐述DEGs和DEPs中的相关联性，小说作者对转录组和核胆固醇组开展了聯合定性定性分析。共查测到16个一共有DEGs，1五类DEGs把你想表达出来出来浪潮类似，个DEGs把你想表达出来出来浪潮相近。紧接着开展了KEGG菌物含有定性定性分析，最后得出结论DEGs和DEPs宽度菌物含有了苯丙烷类菌物转化成路线，第三得出结论苯丙烷类菌物转化成路线是影向拟南芥秧苗植株成长的注重路线（图3)。

图3|转录组和蛋白酶组的结合定量分析

(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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