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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）是种硫醇-二硫键防空气氧化反应复原酶，在离子液体底物核膳食纤维中二塑炼物的防空气氧化反应和重排中起着至关决定性的功用。在树种中，PDI主耍进行控制种子图片产生和發育，促使胚乳中保管核核淀粉酶的防空气氧化反应折叠式，也是有助于油菜蜜的建成。同时，PDI在根茎生長中的功用曾经不会有的研究过。

202多年7月，东北高中刘亚楠项目团队在IJMS（IF=5.6）上发稿了一篇“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的设计研发综述。该设计巧用PDI小分子抑制剂16F16去掉PDI表观遗传组，得以设计探讨表观遗传组受损对常绿藤本植物的干扰。最终表示，16F16加工治理显著可抑制拟南芥根部的衍生。为了更好地进一点设计探讨16F16加工治理的干扰，著者用到转录组测序和TMT酶联免疫法蛋清质组学对加工治理过的根开展了表达爱谱具体研究分析。多个学共同具体研究分析阐明了16F16加工治理下拟南芥苗芽根部还缩短的政策调控网咯，重要有苯丙烷生态学合成图片和常绿藤本植物刺激素讯号转导经由。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

为了能够实验设计16F16处置对植株衍生的化学反应，开始了植株种植的标准容量化学反应经过多次实验发现。后果体现了16F16处置对拟南芥植株衍生有为显著减弱使用，且现在16F16浓度值的不断增加，对植株的减弱使用慢慢地促进。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

笔者参与对16F16整理组和对比组参与转录组测序看到，16F16整理后通用994个不同传达遗传人类dna，当中330个遗传人类dna上浮，664个遗传人类dna上涨。上涨遗传人类dna的数目博达到上浮传达遗传人类dna的数目。因为，都可以估测16F16整理后PDI化学活化的可以抑制作用引致某个相应的核蛋白的折叠式收到损害，以此可以抑制作用了相应的遗传人类dna传达的市场趋势（图1A）。成了进一歩科学研究拟南芥根改变的原子机制化，运用TMT蛋清质组学介绍了相较比较组和解决组范围内蛋清质谱的转变。共评定出120个DEPs，在这当中53个上涨蛋清和68个下降蛋清，显示3个与拟南芥根茎生长想关的DEPs均下降（图1B）。

亚肿瘤细胞追踪定位是绝对蛋白酶质功能性的要点影响。利用Uniprot拜谱生物对DEPs的亚細胞确定做好精准预计。给出精准预计没想到，DEPs通常坐落在膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs通常确定于細胞膜这个证据进几步苹果支持了已经的挖掘。这样，确定于膜的DEPs对16F16治理有反馈，并也许反应拟南芥秧苗的根长胸部发育（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的分折甚至DEPs的亚内部定位功能

(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

为研发拟南芥根茎在16F16加工后的调空逻辑，利用GO聚集具体解析对DEGs和DEPs的技能功能实行分为。相对于转录组测序，GO分为毕竟显现，BP类目中偏态聚集的DEGs注脚为“对兴奋的反馈”、“对压力值的反馈”和“对化学体现式的反馈”，dna组数区分为344个、233个和194个（图2A）。所述菌物的环节中变动dna组的的比例很高，取决于16F16加工或者通常利用控制与兴奋反馈、胁迫反馈和化学体现式反馈关联的的环节来大幅度降低沉水绿植的对胁迫的反馈。KEGG通道具体解析取决于，DEGs在“苯丙烷菌物分解成”、“沉水绿植的-革兰氏阴性菌体间接反应”、“沉水绿植的皮质性激素走势转导”、“定粉和白砂糖分解代谢”和“MAPK走势通道-沉水绿植的”等途经中聚集。除沉水绿植的皮质性激素走势转导通道外，另外的4种通道中变动dna组较多（图2B）。

采用蛋白质组学结果研究挖掘，KEGG中为显著聚集的前10个是“苯丙烷类怪物制品生成”、“光合的作用”、“各式绿植次生细胞消化吸收物的怪物制品生成”、“次生细胞消化吸收物的怪物制品生成”及“细胞消化吸收路径”（图2D）。

图2|距离展现染色体和距离展现蛋清质的通道阐述、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

因为表面DEGs和DEPs期间的涉及性，小说作家对转录组和蛋清质组实现了协同研究。共查重到16个总共有DEGs，1五类DEGs表答出来大潮流相当，4个DEGs表答出来大潮流相近。那么实现了KEGG含有研究，导致表面DEGs和DEPs高含有了苯丙烷类生态学体结合路径，继续表面苯丙烷类生态学体结合路径是引响拟南芥小苗根茎发展的更重要路径（图3)。

图3|转录组和蛋清组的协力分析一下

(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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