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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

球高核蛋白质二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）也是种硫醇-二硫键钝化回归酶，在催化剂的效用底物球高核蛋白质中二硫化橡胶物的钝化和重排中起着至关极为重要的效用。在常绿植物中，PDI常见通过上下调整种子的想到了和健康发育，提高胚乳中保管球核蛋白质的钝化收折，也会助于花粉的角色的组成。那么，PDI在植株的生长中的效用半年前不会有探析过。

2021年9月，大西北大学考研刘亚楠精英团队在IJMS（IF=5.6）上刊出了发表文章“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的探析方案开题报告。该探析方案巧用PDI小分子抑制剂16F16去掉PDI什么是基因组，然而科学实验什么是基因组不足对沉水仿真植物的损害。结局发现，16F16治疗看不出抑制作用拟南芥根茎的生长期。因为进一点科学实验16F16治疗的损害，做者采用转录组测序和TMT酶联免疫法血清质组学对治疗过的根完成了展现谱分折。两组学整合分折表明了16F16治疗下拟南芥苗芽根茎还缩短的改善系统，重要设及苯丙烷生态学提炼和沉水仿真植物缴素警报转导行业。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

为了能探究式16F16办理对植株发育期的决定，来了植株发育的标准容量发应实验。结局取决于16F16办理对拟南芥植株发育期有正相关可治理和改善作而成用，且跟着16F16浓硫酸浓度的增多，对植株的可治理和改善作而成用慢慢的激发。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

小说作者用对16F16治理组和比组展开转录组测序会发现，16F16治理后有994个对比分析把你想抒发出来出来人类DNA，这里面330个人类DNA调整，664个人类DNA下降。下降人类DNA的数欧亚于调整把你想抒发出来出来人类DNA的数。这样，可能预测出16F16治理后PDI化学活化的克制引致某个对应的蛋清的收叠受过应响，若想克制了对应的人类DNA把你想抒发出来出来的浪潮（图1A）。为了更好地进一次研究方案拟南芥根降低的团伙机制化，采用TMT淀粉酶酶质组学定量分析了剖析组和进行处理组直接淀粉酶酶质谱的变幻。共评定出120个DEPs，但其中53个调涨淀粉酶酶和6几个变动淀粉酶酶，发现3个与拟南芥根部健康想关的DEPs均变动（图1B）。

亚生殖细胞追踪定位是决定性球营养素技能的的关键各种因素。运行Uniprot公司网站对DEPs的亚神经元追踪追踪确定通过预估。会按照预估效果，DEPs基本属于膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs基本追踪定属于神经元膜这样情况进步的支持了前者的挖掘。往往，追踪定属于膜的DEPs对16F16正确处理有作用，并应该决定拟南芥秧苗的根长生长（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的阐述各类DEPs的亚癌细胞手机定位

(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

为讲解拟南芥根部在16F16治理后的调节制度化，经由GO聚集讲解对DEGs和DEPs的功效特征描述进行分为。对待转录组测序，GO分为最后呈现，BP类中可观聚集的DEGs标注为“对刺激到能力的不良症状”、“对压力差的不良症状”和“对物理的不良症状”，人类人类基因组数各自为344个、231个大概和194个（图2A）。上述内容生态学体整个的过程中下跌人类人类基因组的数量很高，显示16F16治理几率主要经由抑止与刺激到能力不良症状、胁迫不良症状和物理不良症状各种相关的整个的过程来降低观赏植被对胁迫的不良症状。KEGG通道讲解显示，DEGs在“苯丙烷生态学体制成”、“观赏植被-病原菌体主动能力”、“观赏植被雌激素药数字讯号灯转导”、“小麦淀粉和乳糖代谢转化”和“MAPK数字讯号灯通道-观赏植被”等手段中聚集。除观赏植被雌激素药数字讯号灯转导通道外，另一个4种通道中下跌人类人类基因组较多（图2B）。

能够蛋白质组学结果具体分析察觉到，KEGG中正相关含有的前10个是“苯丙烷类菌物提炼”、“光合用”、“各项藤本植物次生产动物技术的菌物提炼”、“次生产动物技术的菌物提炼”及“产生渠道”（图2D）。

图2|不同展示表观遗传和不同展示高蛋白质的径路分享、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

以便探求DEGs和DEPs之間的想关性，作家对转录组和血清质组来展开了聯合数据研究。共检测工具到16个一共有DEGs，1几个DEGs表述浪潮不同，4个DEGs表述浪潮相同。陆陆续续来展开了KEGG海洋生物学含有数据研究，结局得出结论DEGs和DEPs高海洋生物学含有了苯丙烷类海洋生物学组成路线，重复得出结论苯丙烷类海洋生物学组成路线是关系拟南芥小苗根茎阴茎发育的核心路线（图3)。

图3|转录组和淀粉酶组的联手浅析

(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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