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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

氨基酸质二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）就是种硫醇-二硫键腐蚀回归酶，在催化剂的用底物氨基酸质中二混炼物的腐蚀和重排中起着至关具体的用。在草木中，PDI具体参予自动调节种子资源发芽和发育状况，驱动胚乳中吸收氨基酸的腐蚀申缩，也会有助于花粉量的达成。然后，PDI在植株种子发芽中的用从前如果没有探讨过。

202几年5月，大西北大家刘亚楠专业团体在IJMS（IF=5.6）上发稿了一篇“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的实验本文。该实验借助PDI小分子抑制剂16F16快速清理PDI什么是表观遗传，最后设计什么是表观遗传受损对仿真作物的影晌。效果认为，16F16工作突出限制拟南芥植株的生长期。是为了进的一步设计16F16工作的影晌，作著便用转录组测序和TMT降钙素原检测球营养素组学对工作过的根去了表答谱研究。两组学共同研究探求了16F16工作下拟南芥幼株植株拉长的房产调控手机网络，主耍包涵苯丙烷动物转化成和仿真作物生长激素数字信号转导手段。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

要想实验设计16F16清理对植株滋生的影响到，实施了植株伸展的含量发应检测。成果呈现16F16清理对拟南芥植株滋生有有效能够抑设计用，且渐渐16F16溶度的加强，对植株的能够抑设计用急剧明显增强。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

我通过对16F16清理组和对应组通过转录组测序挖掘，16F16清理后各有994个之间的关系形容表观遗传，中仅330个表观遗传上涨，664个表观遗传降低。降低表观遗传的人数博以上上涨形容表观遗传的人数。因，不错预测出16F16清理后PDI活性酶的促使导至有一些对应蛋白酶的折叠式遭受会影响，而使促使了对应表观遗传形容的动向（图1A）。是为了进步骤设计拟南芥根降低的原子核原则，在使用TMT营养物质质组学定量分析了较组和处理组相互之间营养物质质谱的变。共判定出120个DEPs，这当中53个调涨营养物质和64个变动营养物质，知道3个与拟南芥根茎发育状况一些的DEPs均变动（图1B）。

亚细胞核标记是影响淀粉酶质能力的要素条件。利用Uniprot网站平台对DEPs的亚体生殖细胞追踪固定对其进行预侧。跟据预侧最后，DEPs最重要隶属于膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs最重要追踪定隶属于体生殖细胞该观点进一歩适配了之前的出现。所以说，追踪定隶属于膜的DEPs对16F16进行处理有响应，并可能会危害拟南芥秧苗的根长健康（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的研究甚至DEPs的亚神经元追踪定位

(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

为研发拟南芥植株在16F16治理后的控制规则，可以能够 GO丰度定量深入分析对DEGs和DEPs的能力结构特征确定细大部分。谈谈转录组测序，GO细大部分最终展示，BP等级分类中重要丰度的DEGs注解为“对促进的的反馈”、“对经济压力的的反馈”和“对海洋生物制品的的反馈”，遗传基因遗传组数大部分为344个、23一和194个（图2A）。下列海洋生物制品工作中下跌遗传基因遗传组的占比很高，反映16F16治理有机会大部分可以能够遏制与促进的反馈、胁迫的反馈和海洋生物制品的反馈相关的工作来减低植被对胁迫的的反馈。KEGG径路定量深入分析反映，DEGs在“苯丙烷海洋生物制品结合”、“植被-副猪嗜血杆菌体主动功能”、“植被抗生素讯号转导”、“小麦淀粉和绵白糖新陈代谢”和“MAPK讯号径路-植被”等条件中丰度。除植被抗生素讯号转导径路外，别4种径路中下跌遗传基因遗传组较多（图2B）。

按照蛋白质组学结果介绍察觉到，KEGG中强势聚集的前10个是“苯丙烷类动物体炼制图片”、“光合帮助”、“多种绿植的次生细胞分解分解物的动物体炼制图片”、“次生细胞分解分解物的动物体炼制图片”和“细胞分解分解路径”（图2D）。

图2|差距传达方法什么是基因和差距传达方法核苷酸质的径路数据分析、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

要为揭露DEGs和DEPs左右的想关性，创作者对转录组和核脂肪酸组实施了联办剖析。共测试到16个公有DEGs，12个DEGs描述市场需求同样，15个DEGs描述市场需求反过来。随即实施了KEGG生物技术学含有剖析，结局表示DEGs和DEPs相对高度生物技术学含有了苯丙烷类生物技术学合并路径，继续表示苯丙烷类生物技术学合并路径是危害拟南芥幼芽根部骨骼发育的至关重要路径（图3)。

图3|转录组和核蛋白组的联和定量分析

(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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