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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

核胆固醇二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）是一种种硫醇-二硫键被脱色还原故宫场景酶，在促使底物核胆固醇中二加硫物的被脱色和重排中起着至关极为重要的意义。在常绿植物中，PDI主要的加入设定种子图片种子发芽和发育成熟，有利于促进胚乳中永久保存核球血清的被脱色折叠伞，也是助于花粉量的变成。同时，PDI在植株产生中的意义曾经就没有研究分析过。

2028年11月，大西北一本大学刘亚楠团对在IJMS（IF=5.6）上发过了发表文章“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的科研职称论文。该科研用PDI小分子抑制剂16F16消除PDI染色体，导致探析染色体缺乏对沉水苔藓植物的应响到。但是认为，16F16治理强烈可以抑制拟南芥根部的出现。为了能够进第一步探析16F16治理的应响到，小编在使用转录组测序和TMT一定量淀粉酶质组学对治理过的根使用了表示谱介绍。两组学联手介绍揭露了16F16治理下拟南芥幼芽根部拉长的国家宏观调控网路，重点在拆迁中遇到苯丙烷怪物制成和沉水苔藓植物的激素警报转导经由。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

为了让探讨16F16加工治疗对植株植物的繁殖的关系，实现了植株张拉的极量不良反应试验报告。然而体现了16F16加工治疗对拟南芥植株植物的繁殖有显著性减弱效用，且迅速16F16氧浓度的延长，对植株的减弱效用迅速不断增强。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

作著展开对16F16补救组和比对组展开转录组测序显示，16F16补救后共设994个差异性表答出dna，这里面330个dna调涨，664个dna下降。下降dna的量长远于调涨表答出dna的量。但是，会得出16F16补救后PDI生物的促使形成个别相应的淀粉酶的翻折遭受到不良影响，得以促使了相应的dna表答出的动向（图1A）。为了能进一歩探究拟南芥根还缩短的团伙措施，利用TMT胆固醇质组学介绍了比较组和补救组之中胆固醇质谱的變化。共鉴定结论出120个DEPs，其中的53个上浮胆固醇和68个变动胆固醇，察觉到3个与拟南芥植株发育期有关的DEPs均变动（图1B）。

亚細胞产品定位是确定蛋白酶质功能表的重点因素分析。应用Uniprot网页对DEPs的亚受损内部位置实现推测。基于推测的结果，DEPs主耍属于膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs主耍位置于受损内部膜这个法律事实进1步可以支持了已经的显示。对此，位置于膜的DEPs对16F16加工有反响，并机会影晌拟南芥幼株的根长发育成熟（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的讲解以其DEPs的亚体细胞定位手机

(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

为钻研拟南芥根部在16F16外理后的宏观调控考核机制，用GO丰度介绍对DEGs和DEPs的模块的特征参与分为。谈谈转录组测序，GO分为报告单出现，BP专业类别中正相应丰度的DEGs引用为“对多种多样的反馈”、“对水压的反馈”和“对普通机械式的反馈”，什么是dna组数区别为344个、236个和194个（图2A）。以上生物体工程操作时中变动什么是dna组的比率很高，呈现16F16外理有可能核心用可以抑制与多种多样反馈、胁迫反馈和普通机械式反馈相应的操作时来有效降低草本花卉对胁迫的反馈。KEGG环路介绍呈现，DEGs在“苯丙烷生物体工程组成”、“草本花卉-病原体双方影响”、“草本花卉雌荷尔蒙移动警报转导”、“水溶性淀粉和绵白糖排泄”和“MAPK移动警报环路-草本花卉”等渠道中丰度。除草本花卉雌荷尔蒙移动警报转导环路外，其他4种环路中变动什么是dna组较多（图2B）。

依据蛋白质组学结果数据分析找到，KEGG中正相关生态学体制品富集的前10个是“苯丙烷类生态学体制品镶嵌”、“光合能力”、“各样草本植物次生产生态学体的生态学体制品镶嵌”、“次生产生态学体的生态学体制品镶嵌”各种“产生途经”（图2D）。

图2|一定的差异化抒发什么是基因和一定的差异化抒发蛋白酶质的通道概述、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

因为阐述DEGs和DEPs期间的涉及到性，小说作者对转录组和核苷酸质组使用了联办数据概述。共检查到16个有DEGs，13个DEGs传达态势是一样的，3个DEGs传达态势相反的词语。随即使用了KEGG丰度数据概述，最后得出结论DEGs和DEPs高强度丰度了苯丙烷类生态学合出行业，继续得出结论苯丙烷类生态学合出行业是关系拟南芥植株根茎成长发育的非常重要行业（图3)。

图3|转录组和蛋清组的联席浅析

(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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