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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

淀粉酶质二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）就是种硫醇-二硫键空气被氧化的完美重现酶，在离子液体底物淀粉酶质中二混炼物的空气被氧化的和重排中起着至关重点的角色。在绿植的中，PDI重要参与到上下调整图片种子萌生和发展，利于胚乳中永久保存淀粉酶的空气被氧化的折叠伞，有助于蜂花粉的演变成。那么，PDI在根部发芽中的角色原先没能学习过。

2021年11月，西南本科大学刘亚楠人员在IJMS（IF=5.6）上发表整形论文了发表文章“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的实验整形论文。该实验灵活运用PDI小分子抑制剂16F16清除PDI遗传基因遗传，以此实验遗传基因遗传受损对动观赏植物的影向。最终反映，16F16治疗非常明显可抑制拟南芥根部的生长的。为了更好地进那步实验16F16治疗的影向，做者用到转录组测序和TMT定量数据定性分析蛋清质组学对治疗过的根开始了形容谱数据定性分析。多个学联席数据定性分析表明了16F16治疗下拟南芥幼株根部延长的调整网咯，关键牵扯苯丙烷生物体制成和动观赏植物雌激素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

以便科学探究16F16操作对植株萌发的决定，实现了植株长度的药量化学反应可靠性试验。结杲认为16F16操作对拟南芥植株萌发有差异性能够抑拍摄用，且跟随着16F16浓硫酸浓度的加强，对植株的能够抑拍摄用日益促进。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

诗人经过对16F16解决组和相较比较组展开转录组测序表明，16F16解决后共设994个文化差异把你想把你想表述出来出来人类DNA组，表中330个人类DNA组调涨，664个人类DNA组下降。下降人类DNA组的个数宏以上浮涨把你想把你想表述出来出来人类DNA组的个数。因而，都可以推算16F16解决后PDI活力性的可以调节引起些有关的蛋白酶的折叠式因为作用，以此可以调节了有关的人类DNA组把你想把你想表述出来出来的走势（图1A）。为了能进一部论述拟南芥根改变的分子式机能，采用TMT淀粉酶质组学定量分析了较组和解决组范围内淀粉酶质谱的发生改变。共鉴定会出120个DEPs，至少53个调涨淀粉酶和68个再降淀粉酶，发展3个与拟南芥根茎發育有关的DEPs均再降（图1B）。

亚受损细胞分析是直接决定球营养物质性能的关键性原则。的使用Uniprot网对DEPs的亚体神经元精准产品定位功能参与精准推测。跟据精准推测结论，DEPs通常座落膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs通常精准定座落体神经元膜这一个史实进一点认可了此前的感觉。之所以，精准定座落膜的DEPs对16F16处置有反响，并有机会影向拟南芥秧苗的根长大（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的深入分析以其DEPs的亚体细胞标记

(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

为理论研究拟南芥植株在16F16工作后的改善共识机制，依据GO生态学生态学含有探讨对DEGs和DEPs的能力症状采取的几大类。来说转录组测序，GO的几大类后果显示信息，BP类属中强势生态学生态学含有的DEGs注解为“对激发的现象”、“对压为的现象”和“对催化的现象”，遗传DNA数分开为344个、231个大概和194个（图2A）。给出生态学流程中下跌遗传DNA的占比很高，显示16F16工作将会具体依据抑止与激发现象、胁迫现象和催化现象相应的的流程来减小绿植的对胁迫的现象。KEGG环路探讨显示，DEGs在“苯丙烷生态学镶嵌”、“绿植的-病原菌体之间功效”、“绿植的缴素网络数据转导”、“水溶性淀粉和乳糖产生”和“MAPK网络数据环路-绿植的”等路经中生态学生态学含有。除绿植的缴素网络数据转导环路外，另外的4种环路中下跌遗传DNA较多（图2B）。

在蛋白质组学结果剖析得知，KEGG中特殊聚集的前10个是“苯丙烷类生态学人工”、“光合使用”、“多种多样常绿植物次生分解分解物的生态学人工”、“次生分解分解物的生态学人工”及其“分解分解渠道”（图2D）。

图2|对比数据分析表述表观遗传和对比数据分析表述球胆固醇的径路数据分析、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

为着揭露DEGs和DEPs期间的相应性，编辑对转录组和血清质组对其来进行了聯合分享。共的检测到16个通用DEGs，17个DEGs体现市场趋势英文完全相同，8个DEGs体现市场趋势英文相同。自后对其来进行了KEGG聚集分享，数据说明DEGs和DEPs程度聚集了苯丙烷类微微生物分解成经由，二次说明苯丙烷类微微生物分解成经由是直接影响拟南芥小苗植株健康成长的非常重要经由（图3)。

图3|转录组和蛋清组的联办浅析

(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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