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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）是一种种硫醇-二硫键阳极防脱色回归酶，在促使底物蛋清质中二硫化橡胶物的阳极防脱色和重排中起着至关很重要的能力。在草木中，PDI注意通过改善种子bt长出和发育状况，促进会胚乳中存储蛋清的阳极防脱色收放，都有助于油菜蜜的造成。因此，PDI在植株滋生中的能力曾经不探究过。

2023年11月，华北社会刘亚楠的团队在IJMS（IF=5.6）上提出了题写“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的探析论文题目。该探析利用率PDI小分子抑制剂16F16我们要除PDIDNA遗传，于是实验浅析DNA遗传受损对观赏仿真植物的不良干扰。的结果体现，16F16加工加工操作清晰调节拟南芥根部的的生长。是为了进两步实验浅析16F16加工加工操作的不良干扰，小说作者运用转录组测序和TMT降钙素原检测核氨基酸组学对加工加工操作过的根确定了表达爱谱浅析。多个学携手浅析体现了16F16加工加工操作下拟南芥小苗根部还缩短的调节作用网上，核心有苯丙烷生物技术生成和观赏仿真植物激素类数字信号转导路径。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

为了能让蜡烛燃烧实验16F16处里对植株成长的发应，实现了植株植物的生长的含水量发应耐压试验。的结果呈现16F16处里对拟南芥植株成长有有效减缓功能，且由于16F16渗透压的增大，对植株的减缓功能慢慢的增强学习。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

著者借助对16F16做出净化加工处理组和相较比较组做出转录组测序知道，16F16做出净化加工处理后共计994个差别体现人类DNA组，这其中330个人类DNA组上浮，664个人类DNA组调整。调整人类DNA组的规模高远于上浮体现人类DNA组的规模。因而，可预测出16F16做出净化加工处理后PDI活力性的克制引响那些关于淀粉酶的拆叠会受到引响，关键在于克制了关于人类DNA组体现的大趋势（图1A）。要进一歩理论研究拟南芥根还缩短的团伙措施，施用TMT蛋清质组学定性分析了比组和加工组相互之间蛋清质谱的波动。共签别出120个DEPs，这当中53个调涨蛋清和65个下跌蛋清，察觉3个与拟南芥根部生长发育有关的的DEPs均下跌（图1B）。

亚上皮细胞手机定位是所决定蛋白酶质功能键的最为关键的原因。选择Uniprot拜谱生物对DEPs的亚血体细胞确定进行精准预测分析。按照其精准预测分析毕竟，DEPs具体隶属于膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs具体确定于血体细胞哪一法律事实进两步支持软件了此前的会发现。那么，确定于膜的DEPs对16F16外理有症状，并能够导致拟南芥植株的根长發育（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的浅析和DEPs的亚上皮细胞精准定位

(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办理后的调整共识机制，能够GO丰度分享对DEGs和DEPs的技能表现对其进行种类。针对于转录组测序，GO种类结果界面显示界面显示，BP类型中关于性丰度的DEGs批注为“对刺激帮助到的影响”、“对压强的影响”和“对物理上的的影响”，DNA数都为344个、2315个和194个（图2A）。上述所说生物学体的流程中调低DNA的比例图很高，认为16F16办理可能会最主要能够缓和与刺激帮助到影响、胁迫影响和物理上的影响关于的的流程来降低草本花卉对胁迫的影响。KEGG径路分享认为，DEGs在“苯丙烷生物学体转化成”、“草本花卉-副猪嗜血杆菌体间接帮助”、“草本花卉荷尔蒙数字网络移动信号转导”、“变性淀粉和绵白糖排泄”和“MAPK数字网络移动信号径路-草本花卉”等路经中丰度。除草本花卉荷尔蒙数字网络移动信号转导径路外，另外的4种径路中调低DNA较多（图2B）。

采用蛋白质组学结果了解出现，KEGG中特殊动物富集的前10个是“苯丙烷类动物获得”、“光合用”、“各种各样的树种次生细胞基础代谢率物的动物获得”、“次生细胞基础代谢率物的动物获得”并且“细胞基础代谢率有效途径”（图2D）。

图2|相互影响理解dna和相互影响理解球氨基酸的通道探讨、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

从而折射出DEGs和DEPs期间的相应的性，编辑对转录组和蛋清质组实现了联合技术研究阐述。共查重到16个共得DEGs，12个DEGs把你想表示出来发展上升趋势是一样的，15个DEGs把你想表示出来发展上升趋势相等。马上又实现了KEGG丰度研究阐述，结果显示发现DEGs和DEPs极度丰度了苯丙烷类动物结合视频路径，立即发现苯丙烷类动物结合视频路径是影晌拟南芥植株植株生长发育的更重要路径（图3)。

图3|转录组和蛋清组的共同进行分析

(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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