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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）是一种种硫醇-二硫键钝化回归酶，在催化反应底物蛋清质中二硫化橡胶物的钝化和重排中起着至关关键的做用。在动植物中，PDI具体参与活动改善花楸树种子发芽和植物的生长发育，提高胚乳中保存蛋清的钝化折起来，同样助于花粉的影响的出现。以至于，PDI在根茎植物的生长中的做用曾经没能研究探讨过。

202四年7月，华北师范大学刘亚楠公司在IJMS（IF=5.6）上文章发表了名为“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的学习医学论文。该学习再生利用PDI小分子抑制剂16F16去掉PDI染色体，最终得以理论的研究染色体缺位对苔藓花草的的印象。最终发现，16F16除理很深压制拟南芥根茎的繁殖。为了让进每一步理论的研究16F16除理的的印象，笔者用转录组测序和TMT降钙素原检测营养素质组学对除理过的根确定了表达爱谱进行研究。多个学联办进行研究阐述了16F16除理下拟南芥幼芽根茎拉长的调节作用网络信息，大部分在拆迁中遇到苯丙烷生物制品组成和苔藓花草刺激素数据信息转导渠道。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

为了让来探寻16F16做加工对根茎发芽发育的不良反应，做了根茎伸展的含水量不良反应试验台。没想到说明16F16做加工对拟南芥根茎发芽发育有为显著抑止性用途，且渐渐16F16密度的增大，对根茎的抑止性用途渐次激发。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

我经过对16F16补救组和照表组实现转录组测序看见，16F16补救后一共994个异同表明染色体组，这里面330个染色体组上浮，664个染色体组变动。变动染色体组的总数高远于上浮表明染色体组的总数。但是，需要预测16F16补救后PDI活性氧的缓和导致某种想关蛋白质的折起来接受会影响，而缓和了想关染色体组表明的变化趋势（图1A）。从而更加骤调查拟南芥根大幅度缩短的分子结构机制化，施用TMT血清质组学分析一下了比较组和加工组中血清质谱的转变。共鉴定费出120个DEPs，这当中53个调涨血清和64个再降血清，感觉3个与拟南芥植株发育期有关的的DEPs均再降（图1B）。

亚血细胞精确定位是确定淀粉酶质特点的关键所在情况。便用Uniprot网络对DEPs的亚人体生殖细胞标记开始精准分析。基于精准分析毕竟，DEPs通常是在膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs通常标记于人体生殖细胞结构这个史实进1步不支持了前者的察觉到。由此，标记于膜的DEPs对16F16处理有的反应，并将印象拟南芥苗芽的根长胸部发育（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的研究分析还有DEPs的亚神经元导航定位

(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

为研究方案拟南芥根茎在16F16整理后的自我调节缘由，经过GO丰度实行剖析对DEGs和DEPs的特点结构特征实行几大类。而言转录组测序，GO几大类结论表现，BP专业类别中差异性丰度的DEGs引用为“对伤害性的影响”、“对压的影响”和“对催化的影响”，人类遗传染色体数区别为344个、237个和194个（图2A）。以上的怪物阶段中调低人类遗传染色体的正比很高，表述16F16整理会主要经过压制与伤害性影响、胁迫影响和催化影响关联的阶段来消减花草对胁迫的影响。KEGG表现环路实行剖析表述，DEGs在“苯丙烷怪物生成”、“花草-病源体相互间反应”、“花草肾上腺素类表现转导”、“小麦淀粉和白砂糖新陈代谢”和“MAPK表现表现环路-花草”等条件中丰度。除花草肾上腺素类表现转导表现环路外，某个4种表现环路中调低人类遗传染色体较多（图2B）。

凭借蛋白质组学结果了解看见，KEGG中相关性动物制品富集的前10个是“苯丙烷类动物制品炼制”、“光合的作用”、“繁多绿植次生产动物的动物制品炼制”、“次生产动物的动物制品炼制”和“产生途经”（图2D）。

图2|不同描述染色体和不同描述蛋白质含量质的径路分折、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

要阐释DEGs和DEPs互相的想关性，作著对转录组和血清质组开展了共同剖析。共论文检测到16个共同拥有DEGs，1五个DEGs展示大大趋势想同，6个DEGs展示大大趋势反向。接下来开展了KEGG丰度剖析，结论证明DEGs和DEPs的高度丰度了苯丙烷类怪物合并路径，之后证明苯丙烷类怪物合并路径是影向拟南芥幼芽植株发展的更重要路径（图3)。

图3|转录组和淀粉酶组的共同了解

(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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