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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）一种硫醇-二硫键被腐蚀恢复酶，在催化剂的反应底物蛋清质中二加硫物的被腐蚀和重排中起着至关关键性的反应。在树种中，PDI主要的参与的调接迅雷种子萌生和种子发芽发育，使得胚乳中保管蛋清的被腐蚀折起来，当然也有助于花粉量的形成了。可是，PDI在根茎种子发芽中的反应很久以前不科研过。

202四年12月，西北部专科大学刘亚楠精英团队在IJMS（IF=5.6）上刊发了发表文章“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的的探析文章。该的探析根据PDI小分子抑制剂16F16消除PDIDNA，然后科研DNA低下对藤本沉水植物的印象。最终表述，16F16正确外理显眼限制拟南芥根部的种子发芽。以便进步科研16F16正确外理的印象，原作者操作转录组测序和TMT酶联免疫法蛋清质组学对正确外理过的根做出了抒发谱研究。多个学联合技术研究反映了16F16正确外理下拟南芥小苗根部节约的调整无线网络，最主要的包涵苯丙烷生物学人工和藤本沉水植物雄激素网络信号转导前提条件。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

方便蜡烛燃烧实验16F16进行整理对植株衍生的印象，进行了植株伸展的用量反应迟钝实验室检测。报告单阐明16F16进行整理对拟南芥植株衍生有强势减弱效应，且由于16F16溶度的添加，对植株的减弱效应逐步怎强。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

著者能够对16F16补救组和比组通过转录组测序得知，16F16补救后共要994个差距表述遗传染色体，进来330个遗传染色体上浮，664个遗传染色体再降。再降遗传染色体的数据长远于上浮表述遗传染色体的数据。对此，能够推断出16F16补救后PDI特异性的缓和而使导致任何各种相关联核蛋白的收叠接受影响力，而使缓和了各种相关联遗传染色体表述的新趋势（图1A）。考虑到进1步研究探讨拟南芥根改变的团伙工作机制，操作TMT蛋清质组学数据分析了差表组和正确处理组相互之间蛋清质谱的改变。共监定出120个DEPs，中间53个上浮蛋清和6七个下跌蛋清，显示3个与拟南芥根部成长发育相关的DEPs均下跌（图1B）。

亚肿瘤细胞分析是考虑淀粉酶质作用的要素原因。实用Uniprot站点对DEPs的亚上皮血细胞追踪品牌导航定位开展预估。选择预估效果，DEPs重点处在膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs重点追踪定处在上皮血细胞这一种事进一次支持系统了原本的显示。从而，追踪定处在膜的DEPs对16F16除理有作用，并或许引响拟南芥植株的根长胸部发育（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的概述各类DEPs的亚细胞核定位系统

(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

为理论研究拟南芥根部在16F16正确操作后的房产调控措施，借助GO含有研究定量分析对DEGs和DEPs的职能共同点做出区分。对於转录组测序，GO区分结杲体现，BP行业类别中相关联系数含有的DEGs注音为“对的敏感的症状”、“对负压的症状”和“对海洋生物技术学的症状”，DNA数分別为344个、233个和194个（图2A）。上述内容海洋生物技术全具体步骤中变动DNA的比重很高，表述16F16正确操作有机会关键借助治理和改善与的敏感症状、胁迫症状和海洋生物技术学症状相关联的全具体步骤来降低了草木对胁迫的症状。KEGG数据数据信息径路研究定量分析表述，DEGs在“苯丙烷海洋生物技术制成”、“草木-病源体双方效用”、“草木缴素数据数据信息转导”、“定粉和白砂糖分解代谢”和“MAPK数据数据信息数据数据信息径路-草木”等路线中含有。除草木缴素数据数据信息转导数据数据信息径路外，同一4种数据数据信息径路中变动DNA较多（图2B）。

借助蛋白质组学结果了解找到，KEGG中正相关含有的前10个是“苯丙烷类微怪物学转化成”、“光合的功效”、“各式各样花草次生排泄物的微怪物学转化成”、“次生排泄物的微怪物学转化成”同时“排泄途经”（图2D）。

图2|性别差异性表现什么是基因和性别差异性表现核核苷酸的环路介绍、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

为了能让反映DEGs和DEPs彼此的相关的性，小说拜谱生物对转录组和蛋清质组开展了整合分享。共检验到16个共设DEGs，18个DEGs抒发方式新上升趋势类似，8个DEGs抒发方式新上升趋势相对来说。接下来开展了KEGG聚集分享，效果反映DEGs和DEPs高速聚集了苯丙烷类生物技术技术人工条件，再度反映苯丙烷类生物技术技术人工条件是反应拟南芥小苗根茎成长发育的注重条件（图3)。

图3|转录组和血清组的合作了解

(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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