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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）不是种硫醇-二硫键腐蚀保存酶，在离子液体底物球膳食纤维中二加硫物的腐蚀和重排中起着得尤为重要的的效应。在绿植中，PDI一般加入可以调节种子视频下载萌生和发芽，催进胚乳中存贮球蛋清的腐蚀收叠，亦有助于蜂花粉的造成。可是，PDI在植株发芽中的效应原来不会探究过。

2026年三月份，华北大学时刘亚楠人员在IJMS（IF=5.6）上发表论文提纲了名为“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的科学调查论文提纲。该科学调查凭借PDI小分子抑制剂16F16我们要除PDI基因遗传组，最后探索基因遗传组缺少对常绿苔藓植物的干扰。后果证实，16F16治疗显著可以抑制拟南芥根茎的产生。是为了更进一步一个脚印探索16F16治疗的干扰，小说作家在使用转录组测序和TMT参考值球高蛋白组学对治疗过的根做出了表明谱分折。两组学联和分折论述了16F16治疗下拟南芥幼株根茎变短的宏观调控互联网，包括设及苯丙烷生物制品制成和常绿苔藓植物皮质激素警报转导路经。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

是为了实验设计16F16除理对根茎发育的引响，对其进行了根茎伸展的含量不良反应检验。成果反映16F16除理对拟南芥根茎发育有取得阻止作方法用帮助，且根据16F16氨水浓度的加强，对根茎的阻止作方法用帮助迅速减弱。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

编辑根据对16F16整理组和比组使用转录组测序找到，16F16整理后共同拥有994个区别表答表观遗传组，各举330个表观遗传组上涨，664个表观遗传组下跌。下跌表观遗传组的需求量欧亚于上涨表答表观遗传组的需求量。那么，还可以预测出16F16整理后PDI活性酶的可抑制作用促使个别有关核蛋白的可折叠遭遇影响力，于是可抑制作用了有关表观遗传组表答的未来趋势（图1A）。为着进每一步学习拟南芥根拉长的原子核措施，便用TMT血清质组学了解了对比组和操作组相互之间血清质谱的变动。共亲子鉴定出120个DEPs，这当中53个上浮血清和68个下降血清，看见3个与拟南芥根茎发肓涉及到的DEPs均下降（图1B）。

亚上皮细胞wifi定位是取决于蛋白酶质效果的关键点缘由。选用Uniprot网址对DEPs的亚内部固定采取预測。依照预測报告，DEPs具体处在膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs具体固定于内部膜这一种事进一个步骤适用了原本的知道。但是，固定于膜的DEPs对16F16补救有反响，并能够影响到拟南芥小苗的根长阴茎发育（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的研究分析、DEPs的亚血细胞确定

(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

为调查拟南芥根茎在16F16治理后的政策调控共识机制，可以采用GO含有浅析对DEGs和DEPs的功能表优点进行几大类。而对于转录组测序，GO几大类报告体现，BP行业类别中对应系数含有的DEGs注音为“对条件激发的反應迟钝迟钝”、“对各种压力的反應迟钝迟钝”和“对化工的反應迟钝迟钝”，什么是染色体遗传数区分为344个、236个和194个（图2A）。所诉微生物学步骤中变动什么是染色体遗传的比率很高，认为16F16治理已经注意可以采用调节与条件激发反應迟钝迟钝、胁迫反應迟钝迟钝和化工反應迟钝迟钝对应的步骤来降低观赏仿真动作物对胁迫的反應迟钝迟钝。KEGG径路浅析认为，DEGs在“苯丙烷微生物学镶嵌”、“观赏仿真动作物-致病菌体上下级功效”、“观赏仿真动作物雄缴素网络走势转导”、“小麦淀粉和乳糖消化吸收”和“MAPK网络走势径路-观赏仿真动作物”等条件中含有。除观赏仿真动作物雄缴素网络走势转导径路外，许多4种径路中变动什么是染色体遗传较多（图2B）。

凭借蛋白质组学结果研究分析会发现，KEGG中特殊生态学富集的前10个是“苯丙烷类生态学制成”、“光合功用”、“几种树木次生分泌物的生态学制成”、“次生分泌物的生态学制成”或者“分泌条件”（图2D）。

图2|性别性别差异展现出来染色体和性别性别差异展现出来蛋白酶质的通道数据分析、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

为了让呈现DEGs和DEPs相互之间的关于性，作著对转录组和核蛋白组实施了联合技术了解。共检查测量到16个拥有DEGs，1几个DEGs体现的的趋势重复，3个DEGs体现的的趋势颠倒。自后实施了KEGG丰度了解，后果发现DEGs和DEPs极高丰度了苯丙烷类微生物工程分解成视频路线，已经发现苯丙烷类微生物工程分解成视频路线是影响力拟南芥苗芽根茎发育状况的非常重要路线（图3)。

图3|转录组和蛋白酶组的联席解析

(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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