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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）都是种硫醇-二硫键钝化还原系统酶，在离子液体底物血清质中二硫化橡胶物的钝化和重排中起着至关很重要的意义。在观赏植物中，PDI包括参与性调整花楸树种子发芽和阴茎发育，提高网站胚乳中贮藏血清的钝化拆卸，还有助于花粉的用途的演变成。而是，PDI在根茎的生长中的意义之前不深入分析过。

202几年11月，东北大学时刘亚楠团队合作在IJMS（IF=5.6）上展现了名为“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的科研参考文献。该科研利于PDI小分子抑制剂16F16清除PDIdna，得以学习dna低下对树种的应响。成果证明，16F16解决特别调节拟南芥根茎的产生。为了能让进第一步学习16F16解决的应响，我们安全使用转录组测序和TMT按量淀粉酶质组学对解决过的根通过了表答谱解析。多个学连合解析反映了16F16解决下拟南芥小苗根茎减短的政策调控网上，主耍牵涉苯丙烷生物学聚合和树种缴素卫星信号转导路径。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

从而实验设计16F16补救对根部发育的关系，采取了根部张拉的分子量想法检测。后果表面16F16补救对拟南芥根部发育有差异性能够抑定制用，且随之16F16溶度的增高，对根部的能够抑定制用渐次增进。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

著者用对16F16正确净化净化处理组和对比组做好转录组测序挖掘，16F16正确净化净化处理后公有994个不一致性呈现染色体，这里面330个染色体上涨，664个染色体下跌。下跌染色体的总量高远于上涨呈现染色体的总量。所以说，都可以推断出16F16正确净化净化处理后PDI活力的抑止形成某一重要性核蛋白的拆叠受危害，以此抑止了重要性染色体呈现的走势（图1A）。方便进几步设计拟南芥根减短的大分子机能，食用TMT蛋清酶质组学深入分析了對照组和净化处理组中蛋清酶质谱的变化规律。共评定出120个DEPs，另外53个调涨蛋清酶和6几个降低蛋清酶，发现了3个与拟南芥根部发育期有关系的DEPs均降低（图1B）。

亚细胞膜确定是影响蛋白质含量质性能的重中之重重要因素。安全使用Uniprot网站下载对DEPs的亚受损细胞质品牌地位来进行推测。可根据推测最终结果，DEPs重点在膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs重点品牌定在受损细胞质膜某一现实进一大步能够了原本的得知。故此，品牌定在膜的DEPs对16F16治疗有响应，并可能性关系拟南芥幼芽的根长阴茎发育（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的分析一下已经DEPs的亚体细胞市场定位

(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

为探析拟南芥根茎在16F16治理后的调节反应考核机制，进行GO丰度分折对DEGs和DEPs的功效症状进行区分。针对于转录组测序，GO区分的结果凸显，BP类属中有关系数丰度的DEGs注解为“对影响的不良响应”、“对阻力的不良响应”和“对电普通机械的不良响应”，染色体数依次为344个、237个和194个（图2A）。上面的菌物体方式中有效降低染色体的此例很高，表面16F16治理有机会首要进行能够抑制与影响不良响应、胁迫不良响应和电普通机械不良响应有关的方式来有效降低树种对胁迫的不良响应。KEGG通道分折表面，DEGs在“苯丙烷菌物体制成”、“树种-致病菌体相护反应”、“树种荷尔蒙预警转导”、“水溶性淀粉和乳糖细胞代谢”和“MAPK预警通道-树种”等前提条件中丰度。除树种荷尔蒙预警转导通道外，别4种通道中有效降低染色体较多（图2B）。

根据蛋白质组学结果研究察觉，KEGG中可观聚集的前10个是“苯丙烷类海洋微生物技术制成”、“光合的功效”、“繁多苔藓植物次生细胞基础代谢转化物的海洋微生物技术制成”、“次生细胞基础代谢转化物的海洋微生物技术制成”、“细胞基础代谢转化路经”（图2D）。

图2|地域性别差异表述DNA和地域性别差异表述蛋白酶质的径路研究、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

因为折射出DEGs和DEPs中间的相应的性，作著对转录组和营养素质组开始了联合技术阐述一下。共探测到16个共分DEGs，1五个DEGs呈现态势同，5个DEGs呈现态势反着的。最后开始了KEGG含有阐述一下，結果表达DEGs和DEPs极高含有了苯丙烷类生态学提炼经过，最后表达苯丙烷类生态学提炼经过是影向拟南芥秧苗植株健康发育的重点经过（图3)。

图3|转录组和蛋白质组的携手剖析

(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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