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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-二硫键腐蚀重置酶，在催化剂的意义底物蛋清质中二塑炼物的腐蚀和重排中起着至关根本的意义。在草木中，PDI大部分进入上下调整种子地址长出和发育期，可以淡化胚乳中储放蛋清的腐蚀申缩，也会有助于花粉的用处的养成。以至于，PDI在根茎发育中的意义很久以前不会有探索过。

202几年12月，西南学校刘亚楠精英团队在IJMS（IF=5.6）上公布了发表文章“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的研发文献。该研发根据PDI小分子抑制剂16F16去掉PDI遗传基因遗传，才能钻研遗传基因遗传低下对花草的反应。结果显示表面，16F16处里强烈克制拟南芥植株的出现。为着进一个步骤钻研16F16处里的反应，原作者运用转录组测序和TMT化学发光法蛋清质组学对处里过的根做好了表答谱深入定量分析。多个学联手深入定量分析揭露了16F16处里下拟南芥植株植株不但缩减的控制网路，一般包涵苯丙烷生物制品组成和花草缴素信号灯转导渠道。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

成了科学探究16F16治理对根部发展的的影响，实现了根部张拉的含量症状疲劳试验。数据揭示16F16治理对拟南芥根部发展有有效抑止的做用，且发生变化16F16浓硫酸浓度的添加，对根部的抑止的做用渐渐激发。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

作著采用对16F16处置组和剖析组对其进行转录组测序发觉，16F16处置后拥有994个差别的抒发遗传DNA遗传，这之中330个遗传DNA遗传调整，664个遗传DNA遗传降低。降低遗传DNA遗传的人数高远于调整抒发遗传DNA遗传的人数。因为，可推断16F16处置后PDI化学活化的促使出现一些有关内容淀粉酶的折叠式受到了应响，以此促使了有关内容遗传DNA遗传抒发的大趋势（图1A）。因为进第一步理论研究拟南芥根大幅度缩短的分子结构机理，的使用TMT营养物质质组学深入分析了剖析组和补救组中营养物质质谱的變化。共判定出120个DEPs，这其中53个调整营养物质和6几个上涨营养物质，找到3个与拟南芥根茎健康成长相应的DEPs均上涨（图1B）。

亚内部标记是绝对血清质作用的关健缘由。便用Uniprot网页对DEPs的亚人体細胞市场固定进行预侧。可根据预侧结杲，DEPs大部分属于膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs大部分市场定属于人体細胞膜这一个史实进1步不支持了原先的看见。因而，市场定属于膜的DEPs对16F16处置有表现，并可能会的影响拟南芥小苗的根长生长发育（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的定量分析及DEPs的亚神经细胞准确定位

(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

为学习拟南芥根茎在16F16治理后的管控新机制，确认GO含有介绍对DEGs和DEPs的实用功能特征描述来类型。这对转录组测序，GO类型报告表现，BP类属中有明显含有的DEGs引用为“对兴奋的现象”、“对压力值的现象”和“对普通机械的现象”，遗传dna数各用为344个、231个大概和194个（图2A）。所诉生物技术技术方式中变动遗传dna的身材比例很高，表示16F16治理或许核心确认克制与兴奋现象、胁迫现象和普通机械现象涉及的方式来有效降低苔藓绿植对胁迫的现象。KEGG通道介绍表示，DEGs在“苯丙烷生物技术技术合成图片”、“苔藓绿植-致病菌体完美目的”、“苔藓绿植生长生长激素的移动网络信号转导”、“定粉和绵白糖消化吸收”和“MAPK的移动网络信号通道-苔藓绿植”等渠道中含有。除苔藓绿植生长生长激素的移动网络信号转导通道外，其他4种通道中变动遗传dna较多（图2B）。

实现蛋白质组学结果了解发掘，KEGG中显著性聚集的前10个是“苯丙烷类生物工程制品体生成”、“光合帮助”、“各样藤本植物次生分泌物的生物工程制品体生成”、“次生分泌物的生物工程制品体生成”与“分泌途经”（图2D）。

图2|距离表明人类基因和距离表明球蛋白质含量的径路具体分析、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

为揭露DEGs和DEPs互相的涉及到的性，创作者对转录组和淀粉酶质组展开了联办分折。共检则到16个总共有DEGs，12个DEGs呈现方式的发展趋势同，一个DEGs呈现方式的发展趋势相反的成语。很快展开了KEGG聚集分折，结杲阐明DEGs和DEPs位置聚集了苯丙烷类生态学制成经由，在此阐明苯丙烷类生态学制成经由是不良影响拟南芥小苗植株健康成长的至关重要经由（图3)。

图3|转录组和淀粉酶组的协力阐述

(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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