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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

球血清质含量二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）就是一种硫醇-二硫键钝化展现酶，在促使底物球血清质含量中二加硫物的钝化和重排中起着至关最重要的反应。在蕨类植物中，PDI常见参与到调节器花楸树种子发芽和发育成熟，可以淡化胚乳中补充球血清的钝化伸缩，总有助于蜂花粉的演变成。以至于，PDI在植株成长中的反应已前不会论述过。

2023年4月，东南上大学刘亚楠公司在IJMS（IF=5.6）上发表论文题目了名为“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的调查论文题目。该调查运用PDI小分子抑制剂16F16弄掉PDIDNA，才能深入研究DNA丢失对沉水藤本植物的应响。后果证实，16F16加工特别缓和拟南芥根部的种植。从而进步深入研究16F16加工的应响，小说家食用转录组测序和TMT一定量蛋清质组学对加工过的根来进行了展现谱研究。多个学联动研究蕴含了16F16加工下拟南芥苗芽根部大幅度缩短的自我调节微信网络，首要包括苯丙烷生物体制成和沉水藤本植物激素药4g信号转导路线。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

考虑到实验设计16F16补救对植株发展的的影响，实施了植株张拉的用量反應校正。报告单表述16F16补救对拟南芥植株发展有不错调控用，且不断地16F16溶液浓度的添加，对植株的调控用会逐渐资料。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

写作者经由对16F16操作组和比组使用转录组测序知道，16F16操作后共得994个差异化抒发方法染色体，在当中330个染色体调整，664个染色体上涨。上涨染色体的个数博超出调整抒发方法染色体的个数。如此，行得出16F16操作后PDI特异性的阻止出现那些对应蛋白酶的折叠式由于直接影响，因而阻止了对应染色体抒发方法的浪潮（图1A）。为了能让进一大步论述拟南芥根改变的大分子制度化，安全使用TMT球淀粉酶酶酶质组学定量分析了对比组和整理组内球淀粉酶酶酶质谱的變化。共判定出120个DEPs，各举53个上浮球淀粉酶酶酶和64个调低球淀粉酶酶酶，感觉3个与拟南芥植株成长相关的的DEPs均调低（图1B）。

亚体细胞位置定位是选择蛋清质能力的根本方面。采用Uniprot拜谱生物对DEPs的亚人体神经细胞精准追踪精确定位做予测。按照其予测结论，DEPs通常靠近膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs通常精准定靠近人体神经细胞质某些实情进那步认可了原本的发现了。因，精准定靠近膜的DEPs对16F16补救有反馈，并有可能关系拟南芥小苗的根长阴茎发育（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的浅析相应DEPs的亚細胞品牌定位

(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

为实验拟南芥根茎在16F16解决后的监测体系，顺利用GO含有剖析对DEGs和DEPs的功能键症状做好类。针对于转录组测序，GO类最终现示，BP类中重要含有的DEGs参考文献标注为“对激起的想法”、“对负压的想法”和“对化学响应上的的想法”，什么是表观遗传数分别是为344个、23一个和194个（图2A）。给出海洋动物整个进程中下跌什么是表观遗传的比例怎么算很高，是因为16F16解决可能会最主要顺利用减弱与激起想法、胁迫想法和化学响应上的想法有关于的整个进程来减小绿植的对胁迫的想法。KEGG环路剖析是因为，DEGs在“苯丙烷海洋动物自动合成”、“绿植的-致病菌体上下级的功效”、“绿植的肾上腺素类网络预警转导”、“海藻酸钠和白砂糖分解代谢”和“MAPK网络预警环路-绿植的”等条件中含有。除绿植的肾上腺素类网络预警转导环路外，其余4种环路中下跌什么是表观遗传较多（图2B）。

用蛋白质组学结果进行分析遇到，KEGG中差异性含有的前10个是“苯丙烷类怪物人工”、“光合效应”、“种种苔藓植物次生基础基础新陈代谢物的怪物人工”、“次生基础基础新陈代谢物的怪物人工”相应“基础基础新陈代谢手段”（图2D）。

图2|不同形容什么是基因和不同形容蛋白酶质的信号通路数据分析、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

要折射出DEGs和DEPs之前的有关性，我对转录组和淀粉酶质组通过了协力数据具体分析。共检侧到16个共得DEGs，1五个DEGs表达方式出上升浪潮同样，1个大概DEGs表达方式出上升浪潮相近。接着通过了KEGG丰度数据具体分析，报告揭示DEGs和DEPs的高度丰度了苯丙烷类动物分解成条件，在此揭示苯丙烷类动物分解成条件是损害拟南芥植株根茎成长发育的关键性条件（图3)。

图3|转录组和核蛋白组的联席分析一下

(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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