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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

血清酶酶质二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）一种硫醇-二硫键空气阳极阳极氧化还原成酶，在催化阳极阳极氧化底物血清酶酶质中二硫化橡胶物的空气阳极阳极氧化和重排中起着至关关键的的影响。在藤本植物中，PDI核心直接参与调接种子资源产生和骨骼发育，促进会胚乳中储藏血清酶酶的空气阳极阳极氧化伸缩，当然也有助于花粉的影响的达成。或许，PDI在根茎植物的生长中的的影响此前如果没有的研究过。

202多年6月，东北本科大学刘亚楠团队合作在IJMS（IF=5.6）上公布了题写“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的探析方案文献资料。该探析方案用PDI小分子抑制剂16F16清除PDI人类人类基因，然后探析人类人类基因缺乏对绿植的的损害。結果意味着，16F16治疗显著能够抑制拟南芥根部的绿植的生长。以便进一个步骤探析16F16治疗的损害，作家的使用转录组测序和TMT按量蛋清质组学对治疗过的根对其进行了抒发谱深入探讨。多个学联动深入探讨反映了16F16治疗下拟南芥秧苗根部缩小的调整网洛，包括相关苯丙烷生态学结合和绿植的刺激素数字信号转导条件。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

以便探究式16F16正确解决对植株植物的植物的生长的应响，通过了植株伸展的残留量症状耐压试验。结局表达16F16正确解决对拟南芥植株植物的植物的生长有显著性抑止的做用，且伴随着16F16溶液浓度的提升，对植株的抑止的做用迅速激发。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

小编经由对16F16解决组和比较组去转录组测序发现了，16F16解决后通用994个距离理解遗传DNA，表中330个遗传DNA上涨，664个遗传DNA下降。下降遗传DNA的需求量长远于上涨理解遗传DNA的需求量。故此，不错猜测16F16解决后PDI特异性的减弱造成的有一些相应的淀粉酶的翻折遭遇损害，才能减弱了相应的遗传DNA理解的趋势英文（图1A）。为着加强组织领导一个脚印探讨拟南芥根改变的分子结构考核机制，动用TMT核苷酸质组学浅析了剖析组和净化处理组相互核苷酸质谱的转化。共判定出120个DEPs，这里面53个调整核苷酸和64个下跌核苷酸，出现 3个与拟南芥根茎成长涉及的DEPs均下跌（图1B）。

亚细胞膜标记是考虑营养素质作用的重要性基本要素。用到Uniprot拜谱生物对DEPs的亚細胞手机定位功能系统开展估计。结合估计数据，DEPs核心隶属于膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs核心手机定位功能系统于細胞膜该其实更深层次的一个脚印大力支持了此前的显示。对此，手机定位功能系统于膜的DEPs对16F16处理有发生反应，并很有可能导致拟南芥小苗的根长健康（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的探讨并且DEPs的亚肿瘤细胞准确定位

(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

为论述拟南芥根部在16F16办理后的控制缘由，能够GO怪物聚集讲解对DEGs和DEPs的的功能有特点来进行定义。就转录组测序，GO定义但是界面显示，BP行业类型中重要怪物聚集的DEGs标注为“对刺击的体现”、“对压力差的体现”和“对催化的体现”，染色体数主耍为344个、235个和194个（图2A）。作出怪物方式中调整染色体的此例很高，表面16F16办理几率主耍能够调控与刺击体现、胁迫体现和催化体现涉及的方式来降低了植被对胁迫的体现。KEGG通道讲解表面，DEGs在“苯丙烷怪物生成”、“植被-病源体互为做用”、“植被生长刺激素移动卫星手机信号转导”、“变性淀粉和白砂糖产生”和“MAPK移动卫星手机信号通道-植被”等渠道中怪物聚集。除植被生长刺激素移动卫星手机信号转导通道外，许多4种通道中调整染色体较多（图2B）。

用蛋白质组学结果深入分析看到，KEGG中不错含有的前10个是“苯丙烷类生态学镶嵌”、“光合目的”、“不同的草本植物次生细胞基础基础代谢物的生态学镶嵌”、“次生细胞基础基础代谢物的生态学镶嵌”各种“细胞基础基础代谢路经”（图2D）。

图2|差别的传达DNA和差别的传达蛋白酶质的径路讲解、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

为了能够阐述DEGs和DEPs范围内的相应性，小说拜谱生物对转录组和蛋清质组开始了携手讲解。共测试到16个总计有DEGs，14个DEGs抒发动向英文完全相同，1个大概DEGs抒发动向英文反而。紧接着开始了KEGG含有讲解，报告反映出DEGs和DEPs角度含有了苯丙烷类生物技术体转化成经由，已经反映出苯丙烷类生物技术体转化成经由是影响力拟南芥小苗根部胸部发育的重要性经由（图3)。

图3|转录组和血清组的联动剖析

(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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