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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）都是种硫醇-二硫键钝化重现酶，在催化剂的用底物蛋清质中二加硫物的钝化和重排中起着至关为重要的用。在值物中，PDI主要是直接参与调种子网种子发芽和大，催进胚乳中保管蛋清的钝化叠折，同样有助于油菜蜜的型成。殊不知，PDI在根部衍生中的用过去也没有理论研究过。

202四年1月，西北部大学时刘亚楠微商团队在IJMS（IF=5.6）上发表医学论文了一篇“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的论述医学论文。该论述通过PDI小分子抑制剂16F16消除PDI遗传DNA，而探析探讨遗传DNA缺少对草本花卉的反应。結果表面，16F16操作非常明显控制拟南芥根茎的草木生长。关键在于进第一步探析探讨16F16操作的反应，原作者应用转录组测序和TMT化学发光法膳食纤维质组学对操作过的根完成了表明谱分享。几组学携手分享体现了16F16操作下拟南芥植株根茎大幅度缩短的管控网洛，首要涵盖苯丙烷生态学转化成和草本花卉缴素信号灯转导方法。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

为着探讨16F16清理对根部种子发芽的的影响力，做好了根部受力的使用量症状可靠性试验。导致说明16F16清理对拟南芥根部种子发芽的有不错仰制成用，且跟随着16F16氧化还原电位的新增，对根部的仰制成用随着明显增强。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

小说拜谱生物经由对16F16加工净化进行处理组和剖析组去转录组测序找到，16F16加工净化进行处理后共计994个性别差异传达染色体，这之中330个染色体调整，664个染色体调整。调整染色体的次数宏超过调整传达染色体的次数。故而，能能推断16F16加工净化进行处理后PDI特异性的抑止引发有些重要性蛋白酶的收放受干扰，故而抑止了重要性染色体传达的发展（图1A）。为了能够进一歩研发拟南芥根减少的原子核制度化，安全使用TMT蛋清质组学定量分析了参考组和办理组相互间蛋清质谱的变动。共判定出120个DEPs，至少53个调涨蛋清和64个调低蛋清，会发现3个与拟南芥根茎健康成长对应的DEPs均调低（图1B）。

亚人体细胞精准定位是决定性蛋清质能力的关键性因素分析。运用Uniprot站点对DEPs的亚細胞固定采取推测。只能根据推测后果，DEPs主要的的坐落在膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs主要的的固定于細胞膜这一项观点进每一步适配了已经的表明。之所以，固定于膜的DEPs对16F16处里有症状，并机会应响拟南芥幼株的根长骨骼发育（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的了解并且 DEPs的亚細胞分析

(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

为理论研究拟南芥植株在16F16正确外理后的宏观调控措施，用GO含有具体剖析对DEGs和DEPs的用处特征英文完成的分级。这对转录组测序，GO的分级报告单表示，BP类型中偏态含有的DEGs注脚为“对兴奋的不起用处迟钝”、“对重压的不起用处迟钝”和“对有机化学上的的不起用处迟钝”，染色体遗传数各用为344个、232个和194个（图2A）。下列微生物体时中变动染色体遗传的比率很高，说明16F16正确外理也许重要用促使与兴奋不起用处迟钝、胁迫不起用处迟钝和有机化学上的不起用处迟钝各种相关的时来大大减少绿植对胁迫的不起用处迟钝。KEGG通道具体剖析说明，DEGs在“苯丙烷微生物体合成视频”、“绿植-病源体相互间用处”、“绿植缴素数据数字的信号转导”、“变性淀粉和绵白糖代谢转化”和“MAPK数据数字的信号通道-绿植”等经由中含有。除绿植缴素数据数字的信号转导通道外，一些4种通道中变动染色体遗传较多（图2B）。

能够蛋白质组学结果深入分析发展，KEGG中强势丰度的前10个是“苯丙烷类微生态学技术制作而成”、“光合帮助”、“各式各样树种次生基础代谢率转化物的微生态学技术制作而成”、“次生基础代谢率转化物的微生态学技术制作而成”相应“基础代谢率转化手段”（图2D）。

图2|地域不一致性表现爱基因遗传和地域不一致性表现爱核核苷酸的信号通路剖析、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

方便认为DEGs和DEPs彼此的有关于性，小说家对转录组和蛋清质组开展了携手解析。共检查测量到16个一共有DEGs，17个DEGs展现走势一致，5个DEGs展现走势反之。随着开展了KEGG微动物丰度解析，成果认为DEGs和DEPs间距微动物丰度了苯丙烷类微动物组成途经，多次认为苯丙烷类微动物组成途经是导致拟南芥小苗植株健康发育的必要途经（图3)。

图3|转录组和蛋白质组的联合技术了解

(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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