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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

淀粉酶质二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）就是种硫醇-二硫键钝化物重现酶，在催化钝化底物淀粉酶质中二加硫物的钝化物和重排中起着至关必要的用途。在植被中，PDI重要进行调结草种子发芽和健康成长，促进会胚乳中吸收淀粉酶的钝化物叠折，也是有助于油菜蜜的建立。但，PDI在植株的生长中的用途原来如果没有研发过。

202几年2月，大西北学校刘亚楠团队协作在IJMS（IF=5.6）上撤稿了发表文章“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的深入分析开题报告。该深入分析再生利用PDI小分子抑制剂16F16洗去PDI表观遗传，进而学习表观遗传不全对草木的决定。结果显示取决于，16F16治理比较突出克制拟南芥根茎的衍生。为了让进两步学习16F16治理的决定，创作者在使用转录组测序和TMT酶联免疫法脂肪酸质组学对治理过的根展开了表明谱解析。两组学共同解析阐明了16F16治理下拟南芥小苗根茎缩小的调节作用网咯，最主要所涉苯丙烷生物体转化成和草木皮质激素网络信号转导经过。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

以便来探寻16F16整理对根部成长的影晌，展开了根部长度的的用药量不良反应应力测试。最终表面16F16整理对拟南芥根部成长有有效压定制用，且伴随着16F16含量的增高，对根部的压定制用开始资料。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

我经过对16F16清理组和差表组完成转录组测序找到，16F16清理后总共有994个差异化理解遗传基因遗传组遗传遗传遗传，另外330个遗传基因遗传组遗传遗传遗传调整，664个遗传基因遗传组遗传遗传遗传调低。调低遗传基因遗传组遗传遗传遗传的总数博低于调整理解遗传基因遗传组遗传遗传遗传的总数。因而，就可以预测未来16F16清理后PDI生物的遏制会造成某一相应的蛋白酶的折叠伞会受到反应，然而遏制了相应的遗传基因遗传组遗传遗传遗传理解的市场趋势（图1A）。关键在于进步骤探索拟南芥根节约的分子结构制度，安全使用TMT球膳食纤维组学分享了对应组和操作组范围内球膳食纤维谱的不同。共亲子鉴定出120个DEPs，各举53个上浮球蛋清和6几个降低球蛋清，察觉到3个与拟南芥植株生长发育相应的DEPs均降低（图1B）。

亚体细胞分析是关键所在球营养素模块的关键所在主观因素。运用Uniprot网对DEPs的亚細胞wifi地位采取精准预測。基于精准预測效果，DEPs主耍为于膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs主耍wifi定为于細胞膜这一种事实上进每一步支持软件了仍然的出现。以至于，wifi定为于膜的DEPs对16F16治理有影响到，并应该影响到拟南芥秧苗的根长健康（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的概述或是DEPs的亚细胞系产品定位

(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

为调查拟南芥根部在16F16办理后的管控机制化，按照GO聚集剖析对DEGs和DEPs的用途的特点确定分为。相对于转录组测序，GO分为数据表现，BP类属中特殊聚集的DEGs标注为“对促使的不良响应”、“对负压的不良响应”和“对药剂学上的不良响应”，什么是基因组组数差别为344个、232个和194个（图2A）。所述微生态学整个操作过程中下跌什么是基因组组的配比很高，揭示16F16办理有机会主要的按照压制与促使不良响应、胁迫不良响应和药剂学上不良响应有关系的整个操作过程来减少值物对胁迫的不良响应。KEGG电磁波径路剖析揭示，DEGs在“苯丙烷微生态学提炼”、“值物-致病菌体上下级影响”、“值物抗生素电磁波转导”、“小麦淀粉和绵白糖排泄”和“MAPK电磁波电磁波径路-值物”等经过中聚集。除值物抗生素电磁波转导电磁波径路外，许多4种电磁波径路中下跌什么是基因组组较多（图2B）。

完成蛋白质组学结果分享挖掘，KEGG中更为明显聚集的前10个是“苯丙烷类菌物获得”、“光合角色”、“繁多草木次生产生转化物的菌物获得”、“次生产生转化物的菌物获得”并且“产生转化行业”（图2D）。

图2|不同之处描述DNA和不同之处描述核高蛋白的环路了解、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

要为体现DEGs和DEPs相互之间的相应性，我对转录组和血清质组实现了联和了解。共监测到16个共出DEGs，13个DEGs表述现象想同，一DEGs表述现象相悖。随后不久实现了KEGG含有了解，后果说明DEGs和DEPs位置含有了苯丙烷类菌物聚合路经，已经说明苯丙烷类菌物聚合路经是作用拟南芥幼株植株成长发育的注重路经（图3)。

图3|转录组和蛋白酶组的联席剖析

(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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