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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）是种硫醇-二硫键防腐蚀反应保存酶，在崔化底物核胆固醇中二硫化橡胶物的防腐蚀反应和重排中起着至关重点的功能。在仿真植物中，PDI核心操作改善种子网产生和健康成长，推动胚乳中儲存核血清的防腐蚀反应翻折，亦有助于蜂花粉的养成。那么，PDI在根部生张中的功能从前不实验过。

202四年1月，华北大专刘亚楠公司在IJMS（IF=5.6）上刊发了发表文章“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的分析探讨整形论文。该分析探讨进行PDI小分子抑制剂16F16去掉PDI表观遗传，然而学习表观遗传受损对草木的会决定。结杲得出结论，16F16整理显著抑制性拟南芥植株的成长。要进十步学习16F16整理的会决定，作家选择转录组测序和TMT化学发光法球蛋白质含量组学对整理过的根完成了表答谱深入阐述。多个学合作深入阐述蕴含了16F16整理下拟南芥秧苗植株节约的干预网，主要是包括苯丙烷生物工程合成图片和草木皮质激素移动信号转导有效途径。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

为探索16F16加工处里对根茎发芽的使用，开始了根茎长度的含量反映实验。可是体现了16F16加工处里对拟南芥根茎发芽有取得抑止使用，且随之16F16氨水浓度的多，对根茎的抑止使用正渐渐提升。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

小编可不可以通过对16F16操作组和对应组来转录组测序出现，16F16操作后各有994个差异性表述人类遗传人类DNA，各举330个人类遗传人类DNA调涨，664个人类遗传人类DNA再降。再降人类遗传人类DNA的數量欧亚于调涨表述人类遗传人类DNA的數量。因而，可不可以猜测16F16操作后PDI活性氧的仰制形成或者一些淀粉酶的收叠遭受到后果，因而仰制了一些人类遗传人类DNA表述的大趋势（图1A）。为着进十步实验拟南芥根拉长的大分子制度化，施用TMT蛋清质组学介绍了照表组和办理组区间内蛋清质谱的的变化。共检验出120个DEPs，中仅53个上涨蛋清和6七个变动蛋清，显示3个与拟南芥植株健康发育想关的DEPs均变动（图1B）。

亚组织手机定位是首要核氨基酸作用的首要条件。适用Uniprot拜谱生物对DEPs的亚癌癌细胞固定进行予测分析。表明予测分析结杲，DEPs一般靠近膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs一般固定于癌癌细胞核相应实际进十步帮助了前者的出现。由于，固定于膜的DEPs对16F16处理有现象，并应该直接影响拟南芥植株的根长成长发育（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的阐述与DEPs的亚组织细胞市场定位

(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

为设计拟南芥根茎在16F16加工后的宏观调控制度，根据GO含有深入阐述对DEGs和DEPs的性能功能展开分级。对待转录组测序，GO分级毕竟体现，BP类型中差异性含有的DEGs参考文献标注为“对激刺的影响”、“对工作压力的影响”和“对物理的影响”，表观遗传数差别为344个、232个和194个（图2A）。以上的微生物技术的时候中变动表观遗传的正比很高，反映16F16加工有可能其主要根据阻止与激刺影响、胁迫影响和物理影响有关的的时候来降草木对胁迫的影响。KEGG通道深入阐述反映，DEGs在“苯丙烷微生物技术炼制”、“草木-致病菌体间接效应”、“草木雌雌激素走势转导”、“变性淀粉和绵白糖基础代谢”和“MAPK走势通道-草木”等条件中含有。除草木雌雌激素走势转导通道外，别4种通道中变动表观遗传较多（图2B）。

按照蛋白质组学结果具体分析得知，KEGG中差异性丰度的前10个是“苯丙烷类生态学学聚合”、“光合做用”、“各种类型植被次生新陈分泌物的生态学学聚合”、“次生新陈分泌物的生态学学聚合”或“新陈分泌前提条件”（图2D）。

图2|差别的表示dna和差别的表示核蛋白质含量的径路探讨、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

为着表面DEGs和DEPs期间的重要性性性，诗人对转录组和核胆固醇组使用了联合技术具体研究分析。共查重到16个通用DEGs，15个DEGs表面发展走势同，5个DEGs表面发展走势颠倒。随着使用了KEGG丰度具体研究分析，结论表面DEGs和DEPs高宽比丰度了苯丙烷类生态学生成图片途经，下次表面苯丙烷类生态学生成图片途经是损害拟南芥植株根部成长的重要性途经（图3)。

图3|转录组和球蛋白组的合作定性分析

(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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