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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）就是一种硫醇-二硫键被空气氧化的展现酶，在离子液体底物蛋清质中二混炼物的被空气氧化的和重排中起着至关更重要的效应。在植被中，PDI常见通过调低种子图片萌生和胸部发育，促使胚乳中储放蛋清的被空气氧化的翻折，也是助于花粉量的行成。因此，PDI在根茎种子发芽中的效应早先不能研究分析过。

202四年5月，华北大专刘亚楠销售团队在IJMS（IF=5.6）上投稿了名为“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的探究论文范文。该探究利用率PDI小分子抑制剂16F16快速清理PDI遗传人类基因，因而实验遗传人类基因欠缺对树木的决定。毕竟反映出，16F16处里凸显限制拟南芥根部的产生。是为了进几步实验16F16处里的决定，笔者食用转录组测序和TMT按量球营养素组学对处里过的根使用了表达爱谱浅析。多个学整合浅析反映了16F16处里下拟南芥小苗根部改变的调节管控微信网络，包括涉及到苯丙烷怪物提炼和树木的激素讯号转导方式。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

成了蜡烛燃烧实验16F16办理对根部植物的的生长的印象，实施了根部受力的药量反应迟钝试验检测。最终表达16F16办理对拟南芥根部植物的的生长有为显著克做成用，且现在16F16质量浓度的多，对根部的克做成用急剧促进。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

诗人确认对16F16操作组和较组对其进行转录组测序察觉，16F16操作后分为994个区别理解表观遗传，中仅330个表观遗传调整，664个表观遗传上涨。上涨表观遗传的用户宏大于等于调整理解表观遗传的用户。之所以，能够推算16F16操作后PDI活性酶类的抑止产生这些一些核蛋白的申缩受影晌，于是抑止了一些表观遗传理解的潮流（图1A）。为着进十步设计拟南芥根大幅度缩短的分子结构管理机制，使用的TMT淀粉酶质组学研究分析了对应组和工作组彼此淀粉酶质谱的不同。共鉴定费出120个DEPs，里面53个调整淀粉酶和65个上涨淀粉酶，出现3个与拟南芥根茎发展有关于的DEPs均上涨（图1B）。

亚细胞系产品定位是决心球蛋白质含量功用的重要的原则。食用Uniprot平台网站对DEPs的亚肿瘤细胞系位置做预測。按照预測效果，DEPs重要是设在膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs重要是位置于肿瘤细胞系膜上述现实进一部的支持了之前的出现。因为，位置于膜的DEPs对16F16处置有损害，并也许损害拟南芥苗芽的根长骨骼发育（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的浅析或DEPs的亚血细胞定位系统

(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加工后的调空规则，在GO生物学学聚集解析对DEGs和DEPs的基本功能基本特征去种类管理。我们对转录组测序，GO种类管理最终结果彰显，BP行业类型中一些性生物学学聚集的DEGs注解为“对激起的反應”、“对负荷的反應”和“对普通机械的反應”，什么是表观遗传遗传数各是为344个、23一和194个（图2A）。出现生物学学环节中变动什么是表观遗传遗传的比例图很高，表达16F16加工也许主要是在仰制与激起反應、胁迫反應和普通机械反應一些的环节来变低作物对胁迫的反應。KEGG环路解析表达，DEGs在“苯丙烷生物学学合成视频”、“作物-副猪嗜血杆菌体上下级做用”、“作物缴素数字预警转导”、“木薯淀粉和白砂糖分解代谢”和“MAPK数字预警环路-作物”等路线中生物学学聚集。除作物缴素数字预警转导环路外，相关4种环路中变动什么是表观遗传遗传较多（图2B）。

凭借蛋白质组学结果分析一下出现，KEGG中取得聚集的前10个是“苯丙烷类动物炼制”、“光合用”、“很多沉水植物次生新陈排泄率物的动物炼制”、“次生新陈排泄率物的动物炼制”、“新陈排泄率有效途径”（图2D）。

图2|对比浅析体现染色体和对比浅析体现淀粉酶质的径路浅析、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

想要发现DEGs和DEPs之間的涉及到性，小说作者对转录组和脂肪酸质组去了合力深入进行分析。共检查到16个共计DEGs，1几个DEGs表现的上升趋势一致，9个DEGs表现的上升趋势反之。随着去了KEGG丰度深入进行分析，可是发现DEGs和DEPs极高丰度了苯丙烷类菌物镶嵌手段，立即发现苯丙烷类菌物镶嵌手段是危害拟南芥秧苗根茎发育成熟的根本手段（图3)。

图3|转录组和蛋白酶组的协力定量分析

(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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