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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

血清质二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）是种硫醇-二硫键防钝化恢复备份酶，在崔化底物血清质中二塑炼物的防钝化和重排中起着至关重点的反应。在沉水植物中，PDI最主要直接参与上下调整种子吧种子发芽和發育，驱动胚乳中存放血清的防钝化折起来，也会有助于花粉量的建立。然后，PDI在植株生長中的反应过去未科学研究过。

2025年2月，西南大学生刘亚楠组织在IJMS（IF=5.6）上收录了发表文章“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的探索分析职称论文。该探索分析用PDI小分子抑制剂16F16的还原PDIDNA，于是探析DNA不全对苔藓植被的应响。结局表面，16F16工作很深限制拟南芥根茎的生长的。考虑到进一步的一个脚印探析16F16工作的应响，编辑使用的转录组测序和TMT参考值核脂肪酸组学对工作过的根通过了表述谱进行介绍。两组学共同进行介绍具体分析了16F16工作下拟南芥幼株根茎降低的干预网路，关键有苯丙烷怪物分解和苔藓植被抗生素表现转导方式。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

为了能让探究式16F16净化除理对根部种子发芽的危害，参与了根部生张的标准容量症状可靠性试验。结论呈现16F16净化除理对拟南芥根部种子发芽有正相关抑建设用用，且随16F16密度的不断增加，对根部的抑建设用用开始加强。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

小说拜谱生物完成对16F16解决组和比较组来转录组测序出现，16F16解决后现有994个距离体现染色体，在当中330个染色体上浮，664个染色体调整。调整染色体的人数高远于上浮体现染色体的人数。因为，不错预测16F16解决后PDI灵活性的调控导致部分有关于联蛋白酶的折叠式受干扰，得以调控了有关于联染色体体现的潮流（图1A）。以便进几步论述拟南芥根不但缩减的分子式共识机制，采用TMT淀粉酶质组学剖析了比对组和净化处理组相互淀粉酶质谱的发生改变。共检验出120个DEPs，另外53个上浮淀粉酶和6几个降低淀粉酶，发现3个与拟南芥植株生长发育相关联的DEPs均降低（图1B）。

亚上皮细胞准确定位是考虑血清质功能模块的核心的因素。运行Uniprot系统对DEPs的亚人体人体细胞地位功能开始预侧。会根据预侧导致，DEPs重要最靠近膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs重要地位功能于人体人体细胞结构这个现实进这一步认可了事先的表明。于是，地位功能于膜的DEPs对16F16解决有的反应，并将决定拟南芥苗芽的根长成长发育（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的研究分析或是DEPs的亚血细胞分析

(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

为钻研拟南芥根部在16F16加工后的控制机制化，凭借GO含有深入数据分析对DEGs和DEPs的效果特性来划等级分门类。针对于转录组测序，GO划等级分门类导致呈现，BP门类中特殊含有的DEGs注解为“对的刺激到的不良响应迟钝”、“对负荷的不良响应迟钝”和“对耐腐蚀上的的不良响应迟钝”，人类染色体数区分为344个、238个和194个（图2A）。这些海洋生物工程环节中再降人类染色体的的比例很高，发现16F16加工能够具体凭借克制与的刺激到不良响应迟钝、胁迫不良响应迟钝和耐腐蚀上的不良响应迟钝涉及到的环节来大大减少观赏苔藓植被对胁迫的不良响应迟钝。KEGG电磁波环路深入数据分析发现，DEGs在“苯丙烷海洋生物工程炼制”、“观赏苔藓植被-副猪嗜血杆菌体能够使用”、“观赏苔藓植被雌缴素电磁波转导”、“定粉和乳糖代谢率”和“MAPK电磁波电磁波环路-观赏苔藓植被”等路线中含有。除观赏苔藓植被雌缴素电磁波转导电磁波环路外，其他4种电磁波环路中再降人类染色体较多（图2B）。

用蛋白质组学结果定性分析出现，KEGG中相关性含有的前10个是“苯丙烷类海洋生物制品学生成”、“光合效应”、“多种多样树木次生分解物的海洋生物制品学生成”、“次生分解物的海洋生物制品学生成”甚至“分解有效途径”（图2D）。

图2|区别表达方式出人类基因和区别表达方式出蛋白酶质的信号通路阐述、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

要为蕴含DEGs和DEPs两者之间的相关的性，笔者对转录组和蛋清质组做出了综合讲解。共监测到16个通用DEGs，16个DEGs呈现出变化态势一模一样，6个DEGs呈现出变化态势相反的。然后做出了KEGG聚集讲解，但是是因为DEGs和DEPs相对高度聚集了苯丙烷类海洋生物制品分解经过，再度是因为苯丙烷类海洋生物制品分解经过是印象拟南芥小苗根茎大的极为重要经过（图3)。

图3|转录组和蛋白质组的合力研究分析

(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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