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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

淀粉酶质二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）也是种硫醇-二硫键阳极氧化物物重现酶，在离子液体底物淀粉酶质中二混炼物的阳极氧化物物和重排中起着至关非常重要的意义。在树木中，PDI一般参于可以调节迅雷链接生長和健康发育，可以淡化胚乳中放置淀粉酶的阳极氧化物物折起来，还是有助于油菜蜜的组成。或许，PDI在植株生長中的意义此前未科研过。

2028年三月份，西南院校刘亚楠开发团队在IJMS（IF=5.6）上发表毕业论文了题写“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的实验毕业论文。该实验利用率PDI小分子抑制剂16F16清除PDI什么是遗传基因，因而理论研究研究了解什么是遗传基因缺少对藤本植被的危害。效果抒发，16F16工作清晰调空拟南芥植株的种子发芽。是为了进一歩理论研究研究了解16F16工作的危害，作著适用转录组测序和TMT按量血清质组学对工作过的根开始了抒发谱研究了解。几组学联手研究了解阐释了16F16工作下拟南芥植株植株减少的调空电脑网络，主要的包涵苯丙烷生态学聚合和藤本植被荷尔蒙警报转导途经。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

想要实验设计16F16使用加工处理对植株产生的后果，使用了植株受力的分子量影响检验。没想到意味着16F16使用加工处理对拟南芥植株产生有可观调节效应，且随之16F16氨水浓度的不断增加，对植株的调节效应日渐改善。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

作家经过对16F16净化补救组和较组使用转录组测序出现，16F16净化补救后有994个异同体现表观遗传，之中330个表观遗传上涨，664个表观遗传变动。变动表观遗传的次数宏多于上涨体现表观遗传的次数。之所以，是可以得出16F16净化补救后PDI亲水性的抑止所以导致有的有关的蛋白质的折叠型深受不良影响，所以抑止了有关的表观遗传体现的态势（图1A）。成了进每一步探索拟南芥根就缩短的氧分子制度化，在使用TMT核血清质酶质组学探讨了比较组和清理组中间核血清质酶质谱的变化无常。共签别出120个DEPs，这里面53个调整核血清质酶和68个下跌核血清质酶，得知3个与拟南芥植株成长发育有关系的DEPs均下跌（图1B）。

亚组织精准定位是所决定蛋清质能力的首要基本要素。适用Uniprot平台网站对DEPs的亚癌血细胞精准准确手机定位做予测。按照其予测成果，DEPs重点是应用于膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs重点是精准定应用于癌血细胞质这一项实际上进第一步搭载了此前的察觉。但是，精准定应用于膜的DEPs对16F16治理有反映，并或者决定拟南芥秧苗的根长健康成长（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的概述同时DEPs的亚上皮细胞定位系统

(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

为科学研究拟南芥根部在16F16处里后的调节管控机理，顺利完成GO丰度解析对DEGs和DEPs的功能表更为明显特点来进行分为整理。在转录组测序，GO分为整理然而界面显示，BP类型中更为明显丰度的DEGs参考文献标注为“对激刺的使用”、“对压强的使用”和“对电学的使用”，遗传什么是基因遗传数分开为344个、239个和194个（图2A）。综上所述怪物进程中下降遗传什么是基因遗传的身材比例很高，认为16F16处里能够通常顺利完成阻止与激刺使用、胁迫使用和电学使用有关的进程来降底常绿蕨类作物对胁迫的使用。KEGG径路解析认为，DEGs在“苯丙烷怪物提炼”、“常绿蕨类作物-致病菌体能够使用”、“常绿蕨类作物抗生素表现转导”、“变性淀粉和乳糖代谢率”和“MAPK表现径路-常绿蕨类作物”等渠道中丰度。除常绿蕨类作物抗生素表现转导径路外，另外4种径路中下降遗传什么是基因遗传较多（图2B）。

经过蛋白质组学结果概述察觉到，KEGG中相关系数含有的前10个是“苯丙烷类海洋生物工程技术结合”、“光合目的”、“各式仿真植物次生细胞产生物工程的海洋生物工程技术结合”、“次生细胞产生物工程的海洋生物工程技术结合”还有“细胞产生条件”（图2D）。

图2|差别表述染色体和差别表述蛋白酶质的通道定性分析、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

为了能具体定性分析一下DEGs和DEPs左右的有关的性，写作者对转录组和血清质组来采取了携手定性分析一下。共的检测到16个就有DEGs，14个DEGs表答市场的趋势不同，一DEGs表答市场的趋势对立。然后来采取了KEGG丰度定性分析一下，导致反映出DEGs和DEPs宽度丰度了苯丙烷类生态学体提炼路线，二次反映出苯丙烷类生态学体提炼路线是影向拟南芥植株根茎健康的注重路线（图3)。

图3|转录组和核蛋白组的协同数据分析

(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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