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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

球膳食纤维二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）一种硫醇-二硫键阳极腐蚀反应还原系统酶，在催化剂的影响底物球膳食纤维中二硫化橡胶物的阳极腐蚀反应和重排中起着至关关键的影响。在仿真植物中，PDI通常参予调理种子网萌芽和阴茎发育，有利于促进胚乳中保存球核蛋白质的阳极腐蚀反应收折，亦有助于油菜蜜的建立。不过，PDI在植株生长发育中的影响已前没了探究过。

2021年12月，西南本科大学刘亚楠专业团体在IJMS（IF=5.6）上发表过了名为“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的分析文献资料。该分析灵活运用PDI小分子抑制剂16F16除掉PDIdna遗传，而钻研dna遗传丢失对绿植的的关系。报告单得出结论，16F16治理显然能够抑制拟南芥植株的的生长。为着进一大步钻研16F16治理的关系，写作者使用的转录组测序和TMT定量解析蛋清质组学对治理过的根实行了表达出谱解析。多个学联和解析论述了16F16治理下拟南芥幼株植株不但缩减的房产调控网格，重点牵涉苯丙烷怪物结合和绿植的激素药警报转导经过。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

只为探求16F16治疗对植株繁殖的的影响，实行了植株受力的药量不起目的试验检测。导致得出结论16F16治疗对拟南芥植株繁殖有有明显调节目的，且伴随着16F16酸度的加剧，对植株的调节目的日益减弱。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

写作者利用对16F16治理组和比较组开展转录组测序发现，16F16治理后拥有994个的差异抒发染色体组，其中的330个染色体组调涨，664个染色体组降低。降低染色体组的人数博不超调涨抒发染色体组的人数。对此，能能预测16F16治理后PDI活性酶的调控应响某种相应淀粉酶的折起来获得应响，故而调控了相应染色体组抒发的前景（图1A）。为了能让进一部研究分折拟南芥根拉长的氧分子工作机制，应用TMT球膳食纤维组学分折了参考组和补救组中球膳食纤维谱的转化。共认定出120个DEPs，进来53个调涨球核蛋白质质和6几个上涨球核蛋白质质，出现 3个与拟南芥植株健康发育相关的的DEPs均上涨（图1B）。

亚肿瘤细胞地位是直接决定血清质能力的要点环境因素。安全使用Uniprot平台网站对DEPs的亚肿瘤生殖细胞固定做予测。依据予测后果，DEPs注意最靠近膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs注意固定于肿瘤生殖细胞质这些实际进一个步骤帮助了之前的显示。由于，固定于膜的DEPs对16F16治理有反应迟钝，并也许影晌拟南芥幼株的根长發育（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的概述和DEPs的亚神经元位置

(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

为探索拟南芥根茎在16F16治理后的调节管控逻辑，经由GO丰度了解对DEGs和DEPs的功能模块特点展开划类型别。针对转录组测序，GO划类型别结杲展示，BP类目中不错丰度的DEGs注解为“对刺击的现象”、“对工作压力的现象”和“对普通机械的现象”，什么是人类基因组数分别为为344个、235个和194个（图2A）。这些生态学的时候中下跌什么是人类基因组的比率很高，呈现16F16治理也许关键经由遏制与刺击现象、胁迫现象和普通机械现象相关的的的时候来下降作物对胁迫的现象。KEGG环路了解呈现，DEGs在“苯丙烷生态学合成视频”、“作物-病原菌体能够的作用”、“作物性生长激素网络手机数据信息转导”、“水溶性淀粉和绵白糖细胞代谢”和“MAPK网络手机数据信息环路-作物”等有效途径中丰度。除作物性生长激素网络手机数据信息转导环路外，任何4种环路中下跌什么是人类基因组较多（图2B）。

顺利通过蛋白质组学结果浅析会发现，KEGG中为显著丰度的前10个是“苯丙烷类生态学体炼制”、“光合角色”、“不同的动植物次生基础代谢率转化物的生态学体炼制”、“次生基础代谢率转化物的生态学体炼制”还有“基础代谢率转化渠道”（图2D）。

图2|差别的表示dna和差别的表示蛋清质的通道定性分析、

(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彼此的一些性，诗人对转录组和球氨基酸组展开了整合概述。共监测到16个总计有DEGs，1五类DEGs表述潮流进行分析类似，6个DEGs表述潮流进行分析反着的。接着展开了KEGG含有概述，结果显示说明DEGs和DEPs高强度含有了苯丙烷类生物制品学分解手段，再者说明苯丙烷类生物制品学分解手段是作用拟南芥小苗根茎发育期的核心手段（图3)。

图3|转录组和淀粉酶组的联动浅析

(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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