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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）是一个种硫醇-二硫键塑炼重现酶，在促使底物蛋清质中二塑炼物的塑炼和重排中起着至关关键的做用。在草本花卉中，PDI包括陆续参与转换种子的发芽和胸部发育，利于胚乳中储藏蛋清的塑炼收折，亦有助于油菜蜜的构成。尽管，PDI在根茎滋生中的做用前没了理论研究过。

2023年12月，东南大学生刘亚楠拜谱生物在IJMS（IF=5.6）上文章发表了题写“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的研发论文范文。该研发再生利用PDI小分子抑制剂16F16剔除PDI什么是DNA，于是学习什么是DNA欠缺对藤本草本花卉的损害。然而显示，16F16办理特别减缓拟南芥根茎的出现。成了进十步学习16F16办理的损害，小说作家在使用转录组测序和TMT酶联免疫法球蛋白质含量组学对办理过的根做了表答谱深入浅析。两组学联和深入浅析探求了16F16办理下拟南芥秧苗根茎节约的调节作用网路，核心设及苯丙烷生物工程镶嵌和藤本草本花卉性激素数据信号转导条件。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

从而来探寻16F16解决对根茎生長的影响到，实现了根茎拉伸应变的含水量化学反应冲击试验。结论说明16F16解决对拟南芥根茎生長有更为明显可能够抑制做用，且如今16F16溶度的增添，对根茎的可能够抑制做用日益增強。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

诗人在对16F16处置组和對照组实现转录组测序感觉，16F16处置后共分994个差异化展示dna，在这当中330个dna上涨，664个dna变动。变动dna的数目宏少于上涨展示dna的数目。如此，可不可以预测未来16F16处置后PDI活性酶类的可抑止会导致某种涉及血清的折叠型遭受危害，得以可抑止了涉及dna展示的市场趋势（图1A）。为了更好地进步设计拟南芥根降低的分子结构长效机制，利用TMT蛋清质组学定性分析了相较比较组和处置组相互蛋清质谱的影响。共鉴定会出120个DEPs，当中53个调整蛋清和64个下降蛋清，看到3个与拟南芥根部阴茎发育涉及到的的DEPs均下降（图1B）。

亚内部地位是直接决定核蛋白质含量功用的关键点方面。运用Uniprot的网站对DEPs的亚肿瘤细胞质手机精确定位功能完成预估。按照预估结果显示，DEPs具体属于膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs具体手机定属于肿瘤细胞质膜某一客观事实进几步支技了此前的发掘。为此，手机定属于膜的DEPs对16F16解决有反响，并有可能影响力拟南芥幼芽的根长胸部发育（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的了解以其DEPs的亚细胞核追踪定位

(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

为探究拟南芥根部在16F16加工正确处理后的宏观调控制度，经由GO含有剖析对DEGs和DEPs的职能特殊性做好定义。针对于转录组测序，GO定义但是界面显示，BP行业类型中强势含有的DEGs标注为“对促使的反馈”、“对学习压力的反馈”和“对有机化学式的反馈”，DNA数不同为344个、233个和194个（图2A）。这些生态学工程步骤中调低DNA的占比很高，显示16F16加工正确处理很有可能大部分经由缓和与促使反馈、胁迫反馈和有机化学式反馈有关的的步骤来降低了草本花卉对胁迫的反馈。KEGG信息电磁波环路剖析显示，DEGs在“苯丙烷生态学工程结合”、“草本花卉-副猪嗜血杆菌体双方功用”、“草本花卉抗生素药信息转导”、“木薯淀粉和绵白糖产生”和“MAPK信息信息电磁波环路-草本花卉”等经由中含有。除草本花卉抗生素药信息转导信息电磁波环路外，任何4种信息电磁波环路中调低DNA较多（图2B）。

可以通过蛋白质组学结果概述出现，KEGG中可观菌物富集的前10个是“苯丙烷类菌物分解成”、“光合使用”、“不同作物次生排泄物的菌物分解成”、“次生排泄物的菌物分解成”还有“排泄经由”（图2D）。

图2|距离表现什么是基因和距离表现氨基酸质的径路剖析、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

考虑到阐释DEGs和DEPs左右的相应性，作著对转录组和蛋白酶质组做出了协同了解。共监测到16个共要DEGs，16个DEGs体现出现象一样，15个DEGs体现出现象不同。随即做出了KEGG丰度了解，数据是因为DEGs和DEPs高丰度了苯丙烷类生态学镶嵌经由，继续是因为苯丙烷类生态学镶嵌经由是引响拟南芥小苗根茎发育期的根本经由（图3)。

图3|转录组和蛋白酶组的结合剖析

(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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