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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

核膳食纤维二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）就是一种硫醇-二硫键脱色重现酶，在催化剂的角色底物核膳食纤维中二混炼物的脱色和重排中起着至关首要的角色。在花草中，PDI主要是参与的调试种子bt产生和发育成熟，增强胚乳中存放核蛋清的脱色折叠伞，就有助于花粉的用处的演变成。既使，PDI在根茎衍生中的角色原先还没有探索过。

202几年三月份，西南大学专业刘亚楠专业团体在IJMS（IF=5.6）上发过了发表文章“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的探索文献。该探索借助PDI小分子抑制剂16F16剔除PDI遗传遗传基因，以此论述遗传遗传基因缺乏对作物的反应。最终结果说明，16F16净化净化工作显著调节拟南芥根部的繁殖。为进一歩论述16F16净化净化工作的反应，作家操作转录组测序和TMT按量蛋白酶质组学对净化净化工作过的根采取了形容谱分折。多个学连合分折体现了了16F16净化净化工作下拟南芥苗芽根部降低的管控数据网络，首要在拆迁中遇到苯丙烷生物学炼制和作物雌激素4g信号转导路径。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

只为探究性学习16F16净化解决对根茎出现的干扰，实现了根茎拉伸应变的药量反馈疲劳试验。报告单证实16F16净化解决对拟南芥根茎出现有相关性减缓性帮助，且伴随16F16氧化还原电位的提高，对根茎的减缓性帮助日益明显增强。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

创作者使用对16F16加工组和照表组通过转录组测序看见，16F16加工后就有994个差别的体现dna，其中的330个dna上涨，664个dna下降。下降dna的比例欧亚于上涨体现dna的比例。进而，应该预测未来16F16加工后PDI活性氧的控制引起有的重要性内容球蛋白的申缩得到后果，进而控制了重要性内容dna体现的潮流（图1A）。因为进步骤深入分享拟南芥根降低的氧分子缘由，的使用TMT蛋清酶质组学分享了差表组和整理组范围内蛋清酶质谱的变动。共技术鉴定出120个DEPs，中间53个上涨蛋清酶和68个下降蛋清酶，看见3个与拟南芥根部成长各种相关的DEPs均下降（图1B）。

亚受损细胞定位效果是考虑蛋清质效果的重要的重要因素。食用Uniprot拜谱生物对DEPs的亚细胞核膜分析实现推测。选择推测导致，DEPs主耍处在膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs主耍分析于细胞核膜膜某种事更加骤不支持了事先的知道。于是，分析于膜的DEPs对16F16清理有现象，并也许关系拟南芥小苗的根长大（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的概述及其DEPs的亚上皮细胞定位手机

(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

为科研拟南芥植株在16F16整理后的政策调控体制，完成GO含有研究分析一下对DEGs和DEPs的系统更为明显特点采取划分。面对转录组测序，GO划分效果表现，BP门类中更为明显含有的DEGs引用为“对刺激功能到的现象”、“对负荷的现象”和“对物理的现象”，人类染色体数对应为344个、239个和194个（图2A）。下列菌物整个期间中下降人类染色体的比倒很高，阐明16F16整理可以其主要完成遏制与刺激功能到现象、胁迫现象和物理现象有关系的整个期间来减小绿色植被对胁迫的现象。KEGG径路研究分析一下阐明，DEGs在“苯丙烷菌物结合”、“绿色植被-病原菌体能够功能”、“绿色植被肾上腺素数据信息转导”、“木薯淀粉和白砂糖分泌”和“MAPK数据信息径路-绿色植被”等行业中含有。除绿色植被肾上腺素数据信息转导径路外，其它的4种径路中下降人类染色体较多（图2B）。

采用蛋白质组学结果讲解表明，KEGG中可观聚集的前10个是“苯丙烷类怪物制品结合”、“光合帮助”、“几种常绿植物次生消化吸收物的怪物制品结合”、“次生消化吸收物的怪物制品结合”、“消化吸收途经”（图2D）。

图2|差别的表达出出基因组和差别的表达出出球胆固醇的通道探讨、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

为着阐明DEGs和DEPs左右的想关性，创作者对转录组和球营养素组使用了联合技术定性探讨。共验测到16个共设DEGs，13个DEGs表示趋向想同，4个DEGs表示趋向反向。接下来使用了KEGG含有定性探讨，效果意味着DEGs和DEPs特别含有了苯丙烷类怪物制作而成有效方法，再一次意味着苯丙烷类怪物制作而成有效方法是直接影响拟南芥植株根部发肓的很重要有效方法（图3)。

图3|转录组和蛋清组的联动分折

(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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