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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）是一个种硫醇-二硫键氧化的物物恢复酶，在离子液体底物蛋清质中二硫化橡胶物的氧化的物物和重排中起着至关其主要的用。在树种中，PDI其主要参与活动调整种子吧不断涌现和發育，催进胚乳中保存蛋清的氧化的物物拆卸，有着助于花粉量的进行。其实，PDI在植株生长的中的用以往不会有研究探讨过。

2021年三月份，东南社会刘亚楠团队图片在IJMS（IF=5.6）上发表过了一篇“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的设计方案综述。该设计方案运用PDI小分子抑制剂16F16除掉PDI人类基因组，而设计人类基因组不全对草本常绿植物的不良直接影响。成果表面，16F16来工作看不出减缓拟南芥根茎的萌发。为了能够进步骤设计16F16来工作的不良直接影响，小编利用转录组测序和TMT化学发光法蛋白酶质组学对来工作过的根来了表明谱讲解。多个学综合讲解折射出了16F16来工作下拟南芥幼株根茎改变的调节管控手机网络，具体牵扯苯丙烷生态学合成图片和草本常绿植物雄激素手机信号转导手段。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

为着与探讨16F16补救对根部成长的的影响，来进行了根部张拉的摄入量响应实验。结论是因为16F16补救对拟南芥根部成长有偏态阻止角色，且随着时间推移16F16有机废气浓度的新增，对根部的阻止角色越来越强化。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

作家做出对16F16正确工作组和对比组做出转录组测序得知，16F16正确工作后共分994个文化差异描述DNA组组遗传，这之中330个DNA组组遗传调涨，664个DNA组组遗传下跌。下跌DNA组组遗传的总总量宏大过调涨描述DNA组组遗传的总总量。所以说，可不可以推断出16F16正确工作后PDI活性酶的可控制造成的任何关于蛋白质的叠折被作用，为了可控制了关于DNA组组遗传描述的潮流（图1A）。为了能进每一步科学研究拟南芥根减小的原子长效机制，运用TMT氨基酸质组学介绍了照表组和除理组当中氨基酸质谱的发生改变。共认定出120个DEPs，但其中53个调整氨基酸和65个调整氨基酸，会发现3个与拟南芥植株发育状况关于的DEPs均调整（图1B）。

亚上皮细胞标记是决心胆固醇质实用功能的要素客观因素。操作Uniprot公众号对DEPs的亚肿瘤细胞系固定来进行估计。利用估计最终结果，DEPs核心坐落在膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs核心固定于肿瘤细胞系膜这样现实进几步扶持了已经的感觉。往往，固定于膜的DEPs对16F16工作有反应迟钝，并或者应响拟南芥幼株的根长成长（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的分享及及DEPs的亚癌细胞分析

(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

为研发拟南芥根部在16F16补救后的改善机制化，使用GO菌物聚集定量探讨对DEGs和DEPs的基本功能强势特点使用分级。而言转录组测序，GO分级結果呈现，BP种类中强势菌物聚集的DEGs注音为“对畅快的表现”、“对重压的表现”和“对物理化学工业的表现”，表观遗传数差别为344个、237个和194个（图2A）。这些菌物步骤中上涨表观遗传的百分比很高，体现了16F16补救几率首要使用限制与畅快表现、胁迫表现和物理化学工业表现相应的的步骤来降低了常绿沉水草本花卉对胁迫的表现。KEGG环路定量探讨体现了，DEGs在“苯丙烷菌物合并”、“常绿沉水草本花卉-革兰氏阴性菌体完美用处”、“常绿沉水草本花卉抗生素网络表现转导”、“玉米淀粉和白砂糖排泄”和“MAPK网络表现环路-常绿沉水草本花卉”等有效途径中菌物聚集。除常绿沉水草本花卉抗生素网络表现转导环路外，另一个4种环路中上涨表观遗传较多（图2B）。

经由蛋白质组学结果进行分析出现，KEGG中显著性含有的前10个是“苯丙烷类微菌物工程提炼”、“光合效用”、“很多值物次生排泄物的微菌物工程提炼”、“次生排泄物的微菌物工程提炼”同时“排泄有效途径”（图2D）。

图2|性别对比解析展示dna和性别对比解析展示血清质的信号通路解析、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

想要折射出DEGs和DEPs两者之间的一些性，创作者对转录组和淀粉酶质组来了联办浅析。共检验到16个共得DEGs，1五个DEGs表示出来的未来趋势差不多，4个DEGs表示出来的未来趋势相对来说。自后来了KEGG生物制品体含有浅析，结果显示表达DEGs和DEPs层面生物制品体含有了苯丙烷类生物制品体合出经由，重复表达苯丙烷类生物制品体合出经由是不良影响拟南芥幼株根茎阴茎发育的重点经由（图3)。

图3|转录组和核蛋白组的结合分享

(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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