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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

球蛋清酶质二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）是种硫醇-二硫键空气防氧化反应恢复酶，在离子液体底物球蛋清酶质中二硫化橡胶物的空气防氧化反应和重排中起着至关最重要的功能。在动植物中，PDI主要是积极参与调整花楸树种子出芽和发育状况，提高胚乳中补充球蛋清酶的空气防氧化反应折叠伞，还是有助于油菜蜜的组成。因此，PDI在根茎衍生中的功能很久以前就没有探索过。

202四年9月，东南本科大学刘亚楠人员在IJMS（IF=5.6）上刊登了发表文章“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的论述小作文。该论述利用率PDI小分子抑制剂16F16清理PDIDNA，所以探究DNA短缺对作物的关系。結果表面，16F16治理显眼调节拟南芥根茎的繁殖。要进1步探究16F16治理的关系，我们操作转录组测序和TMT按量血清质组学对治理过的根展开了表达方式谱解析。多个学联动解析反映了16F16治理下拟南芥幼芽根茎大幅度缩短的调整微信网络，大部分牵涉到苯丙烷生物制品分解和作物皮质激素的信号转导前提条件。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

为了更好地研究性16F16通过处置对根部萌发的功能，通过了根部伸展的摄入量影响现场实验。效果显示16F16通过处置对拟南芥根部萌发有强势压做成用，且随着时间推移16F16密度的上升，对根部的压做成用慢慢的增加。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

原作者根据对16F16净化外理组和参考组实现转录组测序知道，16F16净化外理后共计994个区别表示人类表观遗传，进来330个人类表观遗传上浮，664个人类表观遗传上涨。上涨人类表观遗传的数据高远于上浮表示人类表观遗传的数据。以至于，也可以推断出16F16净化外理后PDI渗透性的仰制导致某一些涉及蛋白酶的收叠给予损害，得以仰制了涉及人类表观遗传表示的上升趋势（图1A）。要进的一步探究拟南芥根缩减的团伙工作机制，采用TMT血清酶质组学解析了对比组和进行处理组直接血清酶质谱的发展。共检测出120个DEPs，表中53个上浮血清酶和65个调整血清酶，得知3个与拟南芥根部健康关联的DEPs均调整（图1B）。

亚内部位置定位是打算蛋白酶质的功能的重中之重主观因素。动用Uniprot网站下载对DEPs的亚肿瘤细胞核确定实施预侧。结合预侧效果，DEPs其重要在膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs其重要确定于肿瘤细胞核膜这个客观事实进每一步兼容了原本的发展。由此，确定于膜的DEPs对16F16加工处理有体现，并或许决定拟南芥秧苗的根长骨骼发育（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的深入分析已经DEPs的亚人体细胞产品定位

(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

为科学研究拟南芥根茎在16F16治疗后的改善措施，实现GO聚集了解对DEGs和DEPs的性能基本特征展开划分行业类型管理。对于那些转录组测序，GO划分行业类型管理最后现示，BP行业类型中同质性聚集的DEGs批注为“对的畅快的的反馈”、“对的压力的的反馈”和“对药剂学的的反馈”，DNA数首要为344个、231个大概和194个（图2A）。上面的怪物过程中中中再降DNA的此例很高，得出结论16F16治疗可以首要实现治理和改善与的畅快的反馈、胁迫的反馈和药剂学的反馈相关的的过程中中来减低花草对胁迫的的反馈。KEGG通道了解得出结论，DEGs在“苯丙烷怪物分解成”、“花草-病毒体能够用途”、“花草皮质激素药手机的数据转导”、“变性淀粉和白砂糖代谢率”和“MAPK手机的数据通道-花草”等方法中聚集。除花草皮质激素药手机的数据转导通道外，另一4种通道中再降DNA较多（图2B）。

借助蛋白质组学结果了解看见，KEGG中相关系数聚集的前10个是“苯丙烷类海洋生物技术学生成”、“光合做用”、“各类蕨类植物次生分解率物的海洋生物技术学生成”、“次生分解率物的海洋生物技术学生成”、“分解率途经”（图2D）。

图2|差别抒发染色体和差别抒发球脂肪酸的信号通路探讨、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

要为体现DEGs和DEPs相互间的关于性，作著对转录组和氨基酸质组来了合力使用介绍。共测试到16个公有DEGs，1五个DEGs展示方法发展发展相似，7个DEGs展示方法发展发展相反的成语。紧接着来了KEGG聚集使用介绍，然而表示DEGs和DEPs程度聚集了苯丙烷类生物技术体分解成经过，下次表示苯丙烷类生物技术体分解成经过是影响力拟南芥苗芽根茎发肓的最重要经过（图3)。

图3|转录组和核蛋白组的联手分折

(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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