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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）不是种硫醇-二硫键腐蚀恢复原酶，在促使底物蛋清质中二硫化橡胶物的腐蚀和重排中起着至关重点的帮助。在常绿植物中，PDI主要是操作改善图片种子萌芽和发育期，提高胚乳中会自动储存蛋清的腐蚀收放，同样有助于油菜蜜的演变成。所以，PDI在植株产生中的帮助己前不学习过。

202四年10月，大西北二本大学刘亚楠精英团队在IJMS（IF=5.6）上发表的研究综述了一篇“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的的的研究的研究综述。该的的研究用PDI小分子抑制剂16F16出掉PDIdna遗传，可以钻研dna遗传缺损对花草的影向。最终体现了，16F16办理特别宏观调控拟南芥根茎的成长。关键在于进三步钻研16F16办理的影向，作家操作转录组测序和TMT参考值蛋白酶质组学对办理过的根采取了体现谱分享。多个学联席分享表明了16F16办理下拟南芥幼芽根茎延长的宏观调控网络数据，重点有关苯丙烷生物工程生成和花草皮质激素4g信号转导条件。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

考虑到科学探究16F16净化治疗对根部成长的不良影响，开展了根部伸展的的用药量反映现场实验。结论取决于16F16净化治疗对拟南芥根部成长有有效可抑定制用，且发生变化16F16有机废气浓度的添加，对根部的可抑定制用渐渐的减弱。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

原作者依据对16F16整理组和较组进行转录组测序看到，16F16整理后就有994个差别的表示染色体组，在这其中330个染色体组调整，664个染色体组上涨。上涨染色体组的量宏高于调整表示染色体组的量。故此，还可以推算16F16整理后PDI活性酶类的仰制造成或者有关的蛋清的拆叠遭受到反应，故而仰制了有关的染色体组表示的前景（图1A）。为进1步的研究拟南芥根变短的大分子管理机制，安全使用TMT球血清组学介绍了较组和加工组互相球血清谱的波动。共鉴定会出120个DEPs，之中53个上涨球血清和6几个调低球血清，表明3个与拟南芥根部发育状况涉及的DEPs均调低（图1B）。

亚神经元分析是决策核苷酸质功能表的根本的因素。选择Uniprot官方网站对DEPs的亚血癌细胞市场位置位置使用預測。基于預測结局，DEPs重点最靠近膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs重点市场定最靠近血癌细胞某些实际情况进步认可了已经的看到。为此，市场定最靠近膜的DEPs对16F16加工有不起作用，并有可能损害拟南芥小苗的根长生长（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的浅析及及DEPs的亚组织定位功能

(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

为调查拟南芥根茎在16F16去治疗后的管控原则，依据GO含有研究了解对DEGs和DEPs的基本功能有特点去几大类。而对于转录组测序，GO几大类但是表示，BP品目中明显含有的DEGs标注为“对畅快性的响应”、“对压力值的响应”和“对检查是否的响应”，dna遗传组数不同为344个、2315个和194个（图2A）。据此生态学工程操作阶段中下跌dna遗传组的正比很高，发现16F16去治疗几率大部分依据可抑制与畅快性响应、胁迫响应和检查是否响应关联的操作阶段来有效降低草本花卉对胁迫的响应。KEGG径路研究了解发现，DEGs在“苯丙烷生态学工程合出”、“草本花卉-副猪嗜血杆菌体共同的功效”、“草本花卉抗生素药讯号转导”、“海藻酸钠和白砂糖分解”和“MAPK讯号径路-草本花卉”等路径中含有。除草本花卉抗生素药讯号转导径路外，其它4种径路中下跌dna遗传组较多（图2B）。

能够蛋白质组学结果分折找到，KEGG中可观含有的前10个是“苯丙烷类生物体制品体分解”、“光合功效”、“各种类型作物次生分泌物的生物体制品体分解”、“次生分泌物的生物体制品体分解”或是“分泌方法”（图2D）。

图2|距离传达dna和距离传达蛋清质的径路阐述、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

为了能让体现了DEGs和DEPs相互间的关键性性性，原作者对转录组和高蛋白质组通过了共同具体剖析。共论文检测到16个共计DEGs，1一个DEGs展示方法的发展趋势一模一样，一个DEGs展示方法的发展趋势相悖。接着通过了KEGG含有具体剖析，最终显示DEGs和DEPs极度含有了苯丙烷类微生物技术自动生成手段，继续显示苯丙烷类微生物技术自动生成手段是关系拟南芥植株根部发育期的关键性手段（图3)。

图3|转录组和蛋白酶组的整合介绍

(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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