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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

核高蛋清二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）都是种硫醇-二硫键钝化完美重现酶，在崔化底物核高蛋清中二硫化橡胶物的钝化和重排中起着至关最重要的能力。在花草中，PDI一般直接参与上下调整種子发芽和发展，使得胚乳中存放核蛋清的钝化可折叠，还是有助于蜂花粉的型成。但，PDI在根部生长期中的能力以上都没有深入分析过。

2025年1月，西南本科大学刘亚楠项目团队在IJMS（IF=5.6）上刊出了题写“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的深入分析论文范文。该深入分析采用PDI小分子抑制剂16F16清除PDIDNA，关键在于调查DNA受损对作物的危害。导致呈现，16F16外理分明限制拟南芥根部的发芽。要进两步调查16F16外理的危害，著者运行转录组测序和TMT化学发光法球高蛋白组学对外理过的根做好了展示谱具体数据分析。两组学合力具体数据分析折射出了16F16外理下拟南芥幼芽根部减少的干预电脑网络，首要涉及到的苯丙烷菌物提炼和作物雌激素的信号转导行业。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

为了让研究性学习16F16整理对植株萌发的的的影响，完成了植株长度的极量影响测试。的结果证实16F16整理对拟南芥植株萌发的有可观克做用，且现在16F16质量浓度的延长，对植株的克做用迅速激发。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

写作者使用对16F16除理组和照表组实行转录组测序会发现，16F16除理后拥有994个差距表述染色体，之中330个染色体上浮，664个染色体上涨。上涨染色体的用量博不超上浮表述染色体的用量。但是，可能预测未来16F16除理后PDI抗逆性的压制性会导致某一有关系球蛋白的可折叠获得决定，于是压制性了有关系染色体表述的市场趋势（图1A）。成了进一歩设计拟南芥根还缩短的大分子工作机制，便用TMT淀粉酶质组学探讨了比组和除理组左右淀粉酶质谱的变化无常。共签别出120个DEPs，表中53个上浮淀粉酶和6七个降低淀粉酶，挖掘3个与拟南芥根部健康发育涉及到的DEPs均降低（图1B）。

亚内部定位效果是根本脂肪酸质效果的根本问题。便用Uniprot小程序对DEPs的亚血体细胞标记去分析估计。利用分析估计后果，DEPs核心的为于膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs核心的标记于血体细胞结构此种其实进每一步支撑了此前的挖掘。为此，标记于膜的DEPs对16F16补救有表现，并也许影向拟南芥幼芽的根长发育成熟（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的具体分析各类DEPs的亚组织地位

(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

为设计拟南芥根部在16F16治疗后的监测新机制，利用GO丰度数据分析一下对DEGs和DEPs的基本功能特点完成分为。对於转录组测序，GO分为结局界面显示，BP等级分类中有效丰度的DEGs标注为“对多种多样的症状”、“对压力差的症状”和“对检查是否的症状”，表观遗传数都为344个、23一个和194个（图2A）。据此生物学工程步骤中调低表观遗传的比率很高，取决于16F16治疗很有可能重要利用控制与多种多样症状、胁迫症状和检查是否症状有关系的步骤来降沉水观赏绿色沉水植被对胁迫的症状。KEGG通道数据分析一下取决于，DEGs在“苯丙烷生物学工程镶嵌”、“沉水观赏绿色沉水植被-副猪嗜血杆菌体相互之间目的”、“沉水观赏绿色沉水植被性激素药无线讯号灯转导”、“面粉和乳糖细胞代谢”和“MAPK无线讯号灯通道-沉水观赏绿色沉水植被”等条件中丰度。除沉水观赏绿色沉水植被性激素药无线讯号灯转导通道外，各种4种通道中调低表观遗传较多（图2B）。

确认蛋白质组学结果深入分析找到，KEGG中重要微生物制品学富集的前10个是“苯丙烷类微生物制品学自动聚合”、“光合使用”、“各项植被次生分泌物的微生物制品学自动聚合”、“次生分泌物的微生物制品学自动聚合”及及“分泌行业”（图2D）。

图2|对比表答方式遗传基因和对比表答方式淀粉酶质的径路数据分析、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

为折射出DEGs和DEPs之中的有关性，作家对转录组和核氨基酸组采取了联动实施分析一下。共检测工具到16个共分DEGs，1五类DEGs表现发展一致，1个大概DEGs表现发展恰恰相反。己经采取了KEGG含有实施分析一下，最终显示DEGs和DEPs角度含有了苯丙烷类生态学炼制经过，从新显示苯丙烷类生态学炼制经过是直接影响拟南芥小苗根茎发育成熟的重要性经过（图3)。

图3|转录组和球蛋白组的共同进行分析

(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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