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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）有的是种硫醇-二硫键脱色展现酶，在离子液体底物蛋清质中二硫化橡胶物的脱色和重排中起着至关首要的使用。在绿植中，PDI常见操作调节器種子长出和阴茎发育，有利于胚乳中儲存蛋清的脱色可折叠，有着助于油菜蜜的变成。或许，PDI在根部生長中的使用原先并没有设计过。

202历经四年11月，东南上大学刘亚楠团体在IJMS（IF=5.6）上收录了一篇“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的研究分析方案参考文献。该研究分析方案利用PDI小分子抑制剂16F16取除PDI染色体，然后深入研究分析一下染色体缺损对常绿植被的引响。然而取决于，16F16补救很大限制拟南芥根部的生长发育。考虑到进步深入研究分析一下16F16补救的引响，小说作者用转录组测序和TMT化学发光法淀粉酶质组学对补救过的根来进行了表述谱研究分析一下。两组学联手研究分析一下探求了16F16补救下拟南芥小苗根部还缩短的监测网站，一般相关苯丙烷动物生成和常绿植被缴素信号灯转导经过。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净化工作对根茎萌发的应响，做了根茎长度的的用药量反映做实验的时候。成果认为16F16净化工作对拟南芥根茎萌发有有效可抑拍摄用，且不断地16F16氧化还原电位的不断增加，对根茎的可抑拍摄用慢慢的促进。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

原作者使用对16F16补救组和对应组使用转录组测序看见，16F16补救后有994个不一致性体现DNA，至少330个DNA调涨，664个DNA上涨。上涨DNA的數量博不小于调涨体现DNA的數量。但是，还可以推算16F16补救后PDI活性酶的遏制形成某种相应的蛋白质的收折会受到损害，可以遏制了相应的DNA体现的市场趋势（图1A）。关键在于进一次学习拟南芥根不但缩减的分子结构机理，动用TMT蛋清质组学解析了比对组和净化处理组范围内蛋清质谱的改变。共鉴别出120个DEPs，表中53个上涨蛋清和65个变动蛋清，挖掘3个与拟南芥根茎胸部发育有关的的DEPs均变动（图1B）。

亚细胞核标记是打算蛋清质工作的重要影响。使用的Uniprot公众号对DEPs的亚神经細胞wifi准确定位手机进行预測。依照预測没想到，DEPs基本隶属于膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs基本wifi定隶属于神经細胞膜一种犯罪行为进一歩扶持了之前的出现。故此，wifi定隶属于膜的DEPs对16F16办理有现象，并几率直接影响拟南芥植株的根长发育状况（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的定性分析相应DEPs的亚肿瘤细胞定位功能

(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

为探讨拟南芥根部在16F16治理后的自我调节长效机制，按照GO丰度定性具体分析对DEGs和DEPs的实用功能共同点开展类型。来说转录组测序，GO类型结果彰显彰显，BP等级分类中偏态丰度的DEGs批注为“对畅快性的现象”、“对重压的现象”和“对耐腐蚀物质的现象”，表观遗传遗传数各用为344个、231个大概和194个（图2A）。所诉怪物期间中变动表观遗传遗传的基数很高，发现16F16治理也许主要按照压制与畅快性现象、胁迫现象和耐腐蚀物质现象各种相关的期间来影响树木对胁迫的现象。KEGG警报径路定性具体分析发现，DEGs在“苯丙烷怪物人工”、“树木-病源体彼此之间帮助”、“树木的荷尔蒙警报转导”、“水溶性淀粉和绵白糖分泌”和“MAPK警报警报径路-树木”等经过中丰度。除树木的荷尔蒙警报转导警报径路外，别的4种警报径路中变动表观遗传遗传较多（图2B）。

依据蛋白质组学结果数据分析出现，KEGG中取得聚集的前10个是“苯丙烷类生物工程学工程合出”、“光合功能”、“各种各样的藤本植物次生分解基础消化吸收物的生物工程学工程合出”、“次生分解基础消化吸收物的生物工程学工程合出”或者“分解基础消化吸收条件”（图2D）。

图2|之间的关系表答基因遗传和之间的关系表答蛋清质的环路数据分析、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

成了证明DEGs和DEPs彼此的有关的性，小说家对转录组和核脂肪酸组开展了共同浅析。共判断到16个公有DEGs，1几个DEGs体现潮流是一样的，5个DEGs体现潮流相同。最后开展了KEGG生物技术制品聚集浅析，最终结果取决于DEGs和DEPs间距生物技术制品聚集了苯丙烷类生物技术制品组成路线，立即取决于苯丙烷类生物技术制品组成路线是的影响拟南芥秧苗植株骨骼发育的关键路线（图3)。

图3|转录组和淀粉酶组的协同介绍

(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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