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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

高球营养物质二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）不是种硫醇-二硫键被防氧化物恢复原酶，在催化防氧化物底物高球营养物质中二加硫物的被防氧化物和重排中起着至关为重要的帮助。在值物中，PDI重点参与者控制原材料产生和阴茎发育，增强胚乳中吸收高球蛋清的被防氧化物折叠型，总有助于花粉的做用的转变成。以至于，PDI在根茎植物的生长中的帮助现在并没有科研过。

202四年7月，东北师范大学刘亚楠团体在IJMS（IF=5.6）上发布了一篇“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的理论设计本文。该理论设计应用PDI小分子抑制剂16F16清理PDIDNA，最终得以科研DNA不足对苔藓绿植的的危害。结果显示体现了，16F16治理强烈限制拟南芥根茎的绿植的的生长。要想进步骤科研16F16治理的危害，小说作家在使用转录组测序和TMT按量球蛋白组学对治理过的根开始了表答谱数据研究。多个学合作数据研究论述了16F16治理下拟南芥秧苗根茎大幅度缩短的调空手机网络，首要针对的目标苯丙烷海洋生物合成图片和苔藓绿植的性激素预警转导路线。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

以便蜡烛燃烧实验16F16处置对根茎生長的导致，实现了根茎伸展的使用量发生反应检测。結果表面16F16处置对拟南芥根茎生長有差异性阻止的功能，且现在16F16质量浓度的多，对根茎的阻止的功能正在逐步激发。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

小编顺利通过对16F16净化办理组和差表组采取转录组测序会发现，16F16净化办理后共分994个差别理解dna，当中330个dna调涨，664个dna调低。调低dna的數量长远于调涨理解dna的數量。因为，行预测16F16净化办理后PDI活性氧的遏制作用会造成些有关系蛋清的可折叠因为后果，进而遏制作用了有关系dna理解的未来趋势（图1A）。要为进一点理论研究拟南芥根减短的大分子制度，选择TMT膳食纤维质组学浅析了比组和清理组相互间膳食纤维质谱的不同。共评定出120个DEPs，其中的53个上浮膳食纤维和64个下降膳食纤维，察觉3个与拟南芥根茎大有关系的DEPs均下降（图1B）。

亚癌细胞手机定位是打算淀粉酶质功能性的要点重要因素。应用Uniprot网络对DEPs的亚細胞膜地位做预侧。基于预侧报告单，DEPs具体建在膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs具体地建在細胞膜膜哪一现实进第一步搭载了前者的挖掘。故此，地建在膜的DEPs对16F16办理有症状，并几率不良影响拟南芥苗芽的根长阴茎发育（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的解析及其DEPs的亚癌细胞地位

(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

为深入研究拟南芥植株在16F16外理后的调整系统，根据GO菌物体含有研究对DEGs和DEPs的用特殊性做好区分。而言转录组测序，GO区分最终信息显示，BP专业类别中特殊菌物体含有的DEGs注音为“对条件激发的反應”、“对学习压力的反應”和“对有机化学上的反應”，DNA数区别为344个、23一个和194个（图2A）。作出菌物体期间中再降DNA的比倒很高，反映16F16外理概率关键根据仰制与条件激发反應、胁迫反應和有机化学上反應重要性的期间来降低草木对胁迫的反應。KEGG通道研究反映，DEGs在“苯丙烷菌物体制作而成”、“草木-病原菌体彼此之间用”、“草木雄激素药移动卫星移动信号转导”、“变性淀粉和绵白糖分解”和“MAPK移动卫星移动信号通道-草木”等手段中菌物体含有。除草木雄激素药移动卫星移动信号转导通道外，许多4种通道中再降DNA较多（图2B）。

能够蛋白质组学结果分享出现，KEGG中同质性含有的前10个是“苯丙烷类怪物聚合”、“光合能力”、“各式作物次生消化吸收转化物的怪物聚合”、“次生消化吸收转化物的怪物聚合”同时“消化吸收转化行业”（图2D）。

图2|相互影响表示表观遗传和相互影响表示淀粉酶质的通道进行分析、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

要证明DEGs和DEPs中的对应性，小说作者对转录组和淀粉酶质组对其来进行了共同数据研究。共验测到16个共同拥有DEGs，16个DEGs表达方式爱态势同一，6个DEGs表达方式爱态势反着的。接下来对其来进行了KEGG聚集数据研究，但是发现DEGs和DEPs层面聚集了苯丙烷类菌物制品获得途经，重复发现苯丙烷类菌物制品获得途经是的影响拟南芥幼芽根部发育成熟的非常重要途经（图3)。

图3|转录组和蛋白质组的连合探讨

(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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