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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

淀粉酶酶质二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）不是种硫醇-二硫键硫化橡胶恢复备份酶，在催化反应底物淀粉酶酶质中二硫化橡胶物的硫化橡胶和重排中起着至关比较重要的的功效。在草本花卉中，PDI重点加入调整种子视频想到了和骨骼发育，带动胚乳中存放淀粉酶酶的硫化橡胶申缩，也助于油菜蜜的变成。殊不知，PDI在植株滋生中的的功效过去都没有钻研过。

2025年1月，东南大专刘亚楠销售团队在IJMS（IF=5.6）上文章发表了题写“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的探讨整形论文。该探讨通过PDI小分子抑制剂16F16的还原PDI表观遗传，而科学科学研究表观遗传缺损对蕨类草本花卉的印象。最后意味着，16F16加工除理凸显促使拟南芥根部的繁殖。是为了进步骤科学科学研究16F16加工除理的印象，小说家实用转录组测序和TMT化学发光法氨基酸质组学对加工除理过的根进行了表述谱解析。两组学联合技术解析具体分析了16F16加工除理下拟南芥小苗根部减少的调节作用手机网络，主要的牵涉到苯丙烷菌物合并和蕨类草本花卉激素类数据信息转导经由。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

是为了洞察分析一下16F16治疗对植株衍生的应响，做出了植株长度的标准容量响应检测。没想到取决于16F16治疗对拟南芥植株衍生有有明显压创功用，且不断地16F16溶度的提升，对植株的压创功用慢慢的明显增强。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

小编利用对16F16正确净化解决组和对应组开展转录组测序发现了，16F16正确净化解决后总计有994个文化差异描述dna，这其中330个dna调整，664个dna上涨。上涨dna的占比欧亚于调整描述dna的占比。为此，能推算16F16正确净化解决后PDI催化活性的仰制导至很多有关内容核蛋白的折叠伞受后果，关键在于仰制了有关内容dna描述的的趋势（图1A）。因为进一次钻研拟南芥根减小的氧分子缘由，利用TMT球球蛋清组学概述了差表组和进行处理组之間球球蛋清谱的转变。共亲子鉴定出120个DEPs，这其中53个调涨球球蛋清和66个变动球球蛋清，得知3个与拟南芥植株健康涉及到的的DEPs均变动（图1B）。

亚血细胞品牌定位是定蛋清质实用功能的重要性原因。操作Uniprot站点对DEPs的亚細胞准确定位手机手机做预估。据预估成果，DEPs包括应用于膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs包括准确定位手机手机于細胞膜哪一犯罪行为进这一步使用了已经的看到。因而，准确定位手机手机于膜的DEPs对16F16处里有化学反应，并将会影响到拟南芥苗芽的根长生长（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的探讨和DEPs的亚细胞系精准定位

(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

为科学研究拟南芥根部在16F16外理后的政策调控长效机制，实现GO含有分享对DEGs和DEPs的技能共同点来进行门类。相对转录组测序，GO门类可是体现，BP门类中为显著含有的DEGs注解为“对有趣性的反映”、“对压力差的反映”和“对检查是否的反映”，表观遗传数分别为为344个、236个和194个（图2A）。据此生物技术体步骤中调低表观遗传的比列很高，显示16F16外理有可能注意实现可以抑制与有趣性反映、胁迫反映和检查是否反映一些的步骤来有效降低草本作物对胁迫的反映。KEGG网络手机移动信号环路分享显示，DEGs在“苯丙烷生物技术体炼制”、“草本作物-病原菌体互相的功效”、“草本作物荷尔蒙网络手机移动信号转导”、“水溶性淀粉和绵白糖代谢转化”和“MAPK网络手机移动信号网络手机移动信号环路-草本作物”等有效途径中含有。除草本作物荷尔蒙网络手机移动信号转导网络手机移动信号环路外，一些4种网络手机移动信号环路中调低表观遗传较多（图2B）。

经由蛋白质组学结果概述看见，KEGG中不错含有的前10个是“苯丙烷类生态学制品体获得”、“光合影响”、“各种各样的花草次生分解分解代谢转化物的生态学制品体获得”、“次生分解分解代谢转化物的生态学制品体获得”还有“分解分解代谢转化方法”（图2D）。

图2|差距表答出染色体和差距表答出膳食纤维质的通道数据分析、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

要想揭露DEGs和DEPs范围内的想关性，笔者对转录组和淀粉酶质组实行了联动介绍。共检则到16个就有DEGs，12个DEGs表达方法爱潮流相同之处，15个DEGs表达方法爱潮流相左。己经实行了KEGG含有介绍，导致取决于DEGs和DEPs极高含有了苯丙烷类怪物获得前提条件，已经取决于苯丙烷类怪物获得前提条件是应响拟南芥小苗根部生长的核心前提条件（图3)。

图3|转录组和蛋白质组的联手分享

(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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