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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

蛋清质二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）也是种硫醇-二硫键钝化恢复原酶，在离子液体底物蛋清质中二加硫物的钝化和重排中起着至关核心的效应。在草本植物中，PDI主耍参加上下调整種子发芽和阴茎发育，增强胚乳中储放蛋清的钝化可折叠，当然也有助于花粉及花粉类食物的导致。尽管，PDI在植株衍生中的效应很久以前都没有研究探讨过。

202四年9月，华北大学考研刘亚楠销售团队在IJMS（IF=5.6）上文章发表了一篇“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的探究开题报告。该探究应用PDI小分子抑制剂16F16快速清理PDIDNA，最终得以理论探究DNA短缺对观赏植被的作用。毕竟显示，16F16整理严重限制拟南芥根茎的植被的生长。要为进的一步理论探究16F16整理的作用，诗人使用的转录组测序和TMT一定量蛋清质组学对整理过的根对其进行了体现谱具体深入分析。两组学整合具体深入分析呈现了16F16整理下拟南芥幼芽根茎减小的监测网络信息，主要的有苯丙烷海洋生物合成视频和观赏植被生长激素4g信号转导渠道。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

要为实验设计16F16解决对植株成长的应响，实现了植株受力的分子量不良反应测试。毕竟发现16F16解决对拟南芥植株成长有特殊调节使用，且根据16F16氧化还原电位的提高，对植株的调节使用迅速增进。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

我们实现对16F16治理组和对应组实现转录组测序挖掘，16F16治理后总共994个一定的差异抒发表观遗传，中仅330个表观遗传调涨，664个表观遗传降低。降低表观遗传的数高远于调涨抒发表观遗传的数。为此，行得出16F16治理后PDI活力性的能够抑制作用造成的有些各种关于淀粉酶的申缩遭到应响，因此能够抑制作用了各种关于表观遗传抒发的趋势分析（图1A）。为了更好地进那步科学研究拟南芥根大幅度缩短的碳原子措施，使用的TMT核营养素组学阐述了参考组和补救组两者之间核营养素谱的变现。共监定出120个DEPs，之中53个调涨核球血清质和68个降低核球血清质，发展3个与拟南芥根茎胸部发育一些的DEPs均降低（图1B）。

亚細胞位置是考虑蛋白酶质模块的的关键的因素。操作Uniprot小程序对DEPs的亚体细胞核品牌定位功能功能来推测。依据推测可是，DEPs一般设在膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs一般品牌定位功能功能于体细胞核膜此种实情进一点扶持了已经的遇到。故此，品牌定位功能功能于膜的DEPs对16F16除理有生理反应，并将后果拟南芥小苗的根长生长（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的具体分析相应DEPs的亚細胞确定

(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

为研究讲解拟南芥根部在16F16加工后的房产调控制度，依据GO动物含有讲解对DEGs和DEPs的用途表现形式做归类。这对转录组测序，GO归类可是展现，BP分类中特殊动物含有的DEGs注音为“对激发性的想法”、“对气压的想法”和“对检查是否的想法”，DNA组数分別为344个、235个和194个（图2A）。综上所述动物环节中调整DNA组的比率很高，揭示16F16加工概率主耍依据缓和与激发性想法、胁迫想法和检查是否想法关联的环节来降低了仿真花草对胁迫的想法。KEGG通道讲解揭示，DEGs在“苯丙烷动物分解”、“仿真花草-病源体能够能力”、“仿真花草抗生素数据转导”、“含淀粉和白砂糖分泌”和“MAPK数据通道-仿真花草”等有效途径中动物含有。除仿真花草抗生素数据转导通道外，任何4种通道中调整DNA组较多（图2B）。

根据蛋白质组学结果浅析得知，KEGG中重要含有的前10个是“苯丙烷类动物制品分解成”、“光合帮助”、“多种多样苔藓植物次生产动物的动物制品分解成”、“次生产动物的动物制品分解成”并且 “产生条件”（图2D）。

图2|地域相互影响传达DNA和地域相互影响传达脂肪酸质的径路探讨、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

要想证明DEGs和DEPs当中的有关性，诗人对转录组和球脂肪酸组对其完成了联合技术浅析。共检查测量到16个共要DEGs，14个DEGs表答方法前景一致，一DEGs表答方法前景恰恰相反。接着随后对其完成了KEGG生物学工程生物学工程富集浅析，可是证实DEGs和DEPs髙度生物学工程生物学工程富集了苯丙烷类生物学工程分解路经，又一次证实苯丙烷类生物学工程分解路经是应响拟南芥小苗根茎发育状况的比较重要路经（图3)。

图3|转录组和核蛋白组的共同解析

(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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