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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

球胆固醇二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）一种硫醇-二硫键腐蚀抹除酶，在催化阳极氧化物底物球胆固醇中二混炼物的腐蚀和重排中起着至关关键性的功效。在草木中，PDI首要加入自动调节种子网萌芽和种子发芽发育，催进胚乳中储放球氨基酸的腐蚀拆卸，都是助于花粉量的形成了。而是，PDI在根茎种子发芽中的功效从前不能分析过。

2026年9月，大西北院校刘亚楠组织在IJMS（IF=5.6）上发稿了一篇“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的学习论文题目。该学习灵活运用PDI小分子抑制剂16F16避开PDI人类基因遗传，进而科研人类基因遗传不全对绿色常绿植物的会引响。没想到体现，16F16解决分明减弱拟南芥植株的种子发芽。要进步科研16F16解决的会引响，著者便用转录组测序和TMT降钙素原检测蛋清质组学对解决过的根来了体现谱定性介绍。多个学联动定性介绍具体分析了16F16解决下拟南芥幼株植株延长的调整网上，主要的包含苯丙烷生物制品组成和绿色常绿植物缴素电磁波转导路经。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

为了让探究式16F16处里对根部萌发的影响到，做了根部长度的含水量反應检验。最终结果呈现16F16处里对拟南芥根部萌发有可观阻止做用用，且随16F16氧化还原电位的提高，对根部的阻止做用用慢慢地加强。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

著者凭借对16F16治疗组和比较组开始转录组测序发展，16F16治疗后拥有994个地域差异表现DNA遗传，这里面330个DNA遗传调涨，664个DNA遗传降低。降低DNA遗传的个数宏高于调涨表现DNA遗传的个数。对此，能够推断出16F16治疗后PDI吸附性的缓和作用造成某一各种相关球蛋白的拆叠会受到应响，于是缓和作用了各种相关DNA遗传表现的动向（图1A）。因为进一次实验拟南芥根就缩短的碳原子新机制，适用TMT血清质组学分折了对应组和补救组当中血清质谱的发生变化。共评定出120个DEPs，这当中53个调整血清和65个调整血清，看到3个与拟南芥根部发展相关联的DEPs均调整（图1B）。

亚组织细胞追踪定位是选择氨基酸质的功能的重要因素分析。选用Uniprot平台对DEPs的亚神经元位置wifi定位功能参与预測。通过预測报告，DEPs最主要的座落在膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs最主要的位置定座落在神经元膜这个犯罪行为进十步帮助了已经的发觉。因而，位置定座落在膜的DEPs对16F16清理有不良反应，并或许影向拟南芥小苗的根长健康成长（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的分折同时DEPs的亚体细胞市场定位

(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

为实验拟南芥植株在16F16治理后的调空长效机制，用GO丰度研究对DEGs和DEPs的功能键表现形式进行进行几大类。针对转录组测序，GO进行几大类效果提示，BP类目中有效丰度的DEGs注脚为“对刺激用处性的无机电化学的发生不起用处迟钝”、“对工作压力的无机电化学的发生不起用处迟钝”和“对无机电化学的无机电化学的发生不起用处迟钝”，表观遗传组数不同为344个、2315个和194个（图2A）。上述所说海洋生物制品全时候中再降表观遗传组的标准很高，呈现16F16治理或许其主要用促使与刺激用处性无机电化学的发生不起用处迟钝、胁迫无机电化学的发生不起用处迟钝和无机电化学无机电化学的发生不起用处迟钝相应的全时候来大幅度降低藤本值物对胁迫的无机电化学的发生不起用处迟钝。KEGG径路研究呈现，DEGs在“苯丙烷海洋生物制品炼制”、“藤本值物-病源体主动用处”、“藤本值物雄抗生素数据电磁波转导”、“海藻酸钠和白砂糖排泄”和“MAPK数据电磁波径路-藤本值物”等路径中丰度。除藤本值物雄抗生素数据电磁波转导径路外，其它4种径路中再降表观遗传组较多（图2B）。

经由蛋白质组学结果阐述会发现，KEGG中差异性海洋菌物学富集的前10个是“苯丙烷类海洋菌物学制成”、“光合的功效”、“各种各样草木次生分解物的海洋菌物学制成”、“次生分解物的海洋菌物学制成”、“分解方法”（图2D）。

图2|的差异化表述基因遗传和的差异化表述脂肪酸质的径路分享、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

为表面DEGs和DEPs之中的涉及到性，作著对转录组和淀粉酶质组去了联合技术研究。共探测到16个共得DEGs，1几个DEGs抒发方式上升市场需求同等，5个DEGs抒发方式上升市场需求颠倒。接下来去了KEGG海洋怪物含有研究，成果表面DEGs和DEPs程度海洋怪物含有了苯丙烷类海洋怪物分解成图片有效经由，重新表面苯丙烷类海洋怪物分解成图片有效经由是损害拟南芥小苗根茎发展的重要的有效经由（图3)。

图3|转录组和淀粉酶组的联办概述

(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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