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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

血清质二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）是种硫醇-二硫键硫化橡胶完美重现酶，在崔化底物血清质中二硫化橡胶物的硫化橡胶和重排中起着至关关键的目的。在藤本植物中，PDI主耍陆续参与转换迅雷链接长出和發育，促使胚乳中储放血清的硫化橡胶折叠式，有助于花粉的帮助的进行。其实，PDI在根部衍生中的目的现在没了研究方案过。

2023年5月，东南大学时刘亚楠精英团队在IJMS（IF=5.6）上提出了发表文章“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的探索文。该探索借助PDI小分子抑制剂16F16清掉PDI表观遗传，而实验表观遗传缺损对草木的决定。最终反映出，16F16加工整理比较突出抑制作用拟南芥根部的出现。要进一个步骤实验16F16加工整理的决定，写作者应用转录组测序和TMT化学发光法胆固醇质组学对加工整理过的根开始了表达爱谱具体具体分析。几组学合力具体具体分析揭露了16F16加工整理下拟南芥小苗根部缩减的宏观调控手机网络，通常包括苯丙烷生物制品组成和草木肾上腺素数字信号转导路经。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

为了更好地探索16F16操作对根茎生张的响应，来进行了根茎拉伸应变的含水量响应测试。报告呈现16F16操作对拟南芥根茎生张有显著性抑定制用影响，且伴随16F16浓硫酸浓度的增长，对根茎的抑定制用影响慢慢地加强。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

写作者实现对16F16外理组和对比组完成转录组测序察觉，16F16外理后拥有994个差异性展现什么是染色体，至少330个什么是染色体上涨，664个什么是染色体降低。降低什么是染色体的数欧亚于上涨展现什么是染色体的数。对此，需要预测16F16外理后PDI活性酶的治理和改善造成任何相应球蛋白的伸缩受过后果，进而治理和改善了相应什么是染色体展现的未来趋势（图1A）。方便进这一步调查拟南芥根减短的原子原则，运行TMT蛋清质组学解析了较组和清理组两者蛋清质谱的变现。共评定出120个DEPs，中间53个调涨蛋清和6七个下降蛋清，察觉到3个与拟南芥根茎大有关于的DEPs均下降（图1B）。

亚组织细胞精准定位是决心脂肪酸质技能的最为关键的因素分析。用到Uniprot网页对DEPs的亚组织细胞核固定做好精准分折。跟据精准分折结杲，DEPs重要靠近膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs重要固定于组织细胞核膜此种客观事实进每一步可以支持了原本的发现。那么，固定于膜的DEPs对16F16处置有作用，并几率作用拟南芥秧苗的根长发育成熟（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的分折甚至DEPs的亚上皮细胞确定

(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

为学习拟南芥根茎在16F16加工后的房产调控机制化，凭借GO丰度确定介绍对DEGs和DEPs的基本功能功能确定定义。在转录组测序，GO定义結果凸显，BP行业类别中有效丰度的DEGs注解为“对热血的效用”、“对压为的效用”和“对化学发生的反应物质的效用”，人类什么是基因遗传数分辨为344个、2315个和194个（图2A）。上述所说菌物时候中再降人类什么是基因遗传的比例表很高，表示16F16加工或许基本凭借压制与热血效用、胁迫效用和化学发生的反应物质效用相应的时候来拉低树木对胁迫的效用。KEGG通道确定介绍表示，DEGs在“苯丙烷菌物转化成”、“树木-病原菌体共同效用”、“树木性的激素信息转导”、“变性淀粉和绵白糖分泌”和“MAPK信息通道-树木”等途经中丰度。除树木性的激素信息转导通道外，某个4种通道中再降人类什么是基因遗传较多（图2B）。

顺利通过蛋白质组学结果概述遇到，KEGG中显著性含有的前10个是“苯丙烷类海洋怪物工程合并图片”、“光合影响”、“一些作物次生产生转化物的海洋怪物工程合并图片”、“次生产生转化物的海洋怪物工程合并图片”各种“产生转化经由”（图2D）。

图2|性别地域差异表答什么是基因和性别地域差异表答球营养物质的信号通路数据分析、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

方便折射出DEGs和DEPs中间的对应性，编辑对转录组和蛋清质组去了整合定量浅析。共测试到16个共同拥有DEGs，14个DEGs表达爱方法走势相当，6个DEGs表达爱方法走势反之。那么去了KEGG微生物体聚集定量浅析，结杲认为DEGs和DEPs非常微生物体聚集了苯丙烷类微生物体炼制路径，多次认为苯丙烷类微生物体炼制路径是损害拟南芥幼芽根部生长发育的为重要路径（图3)。

图3|转录组和蛋清组的整合研究分析

(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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