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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）是种硫醇-二硫键硫化反应呈现酶，在催化硫化底物血清质中二硫化橡胶物的硫化反应和重排中起着至关重点的的功效。在树木中，PDI最主要加入调节器种子bt不断涌现和发育状况，驱动胚乳中贮存血清的硫化反应折叠型，当然也有助于花粉及花粉类食物的构成。尽管，PDI在根部出现中的的功效以往找不到设计过。

202历经四年三月，西北部院校刘亚楠微商团队在IJMS（IF=5.6）上公布了发表文章“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。该科研充分利用PDI小分子抑制剂16F16我们要除PDIDNA，因此学习DNA缺损对绿植的决定。没想到意味着，16F16净化加工很深缓和拟南芥根部的种植。要想下一步一个脚印学习16F16净化加工的决定，编辑运行转录组测序和TMT参考值核高蛋白组学对净化加工过的根来了表明谱了解。多个学共同了解揭露了16F16净化加工下拟南芥植株根部降低的干预电脑网络，其主要包括苯丙烷动物人工和绿植雌激素数字信号转导方式。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

要想研究性16F16工作对根茎发展的功用，做了根茎伸展的分子量不起功用可靠性试验。可是表达16F16工作对拟南芥根茎发展有更为明显调控功用，且跟随着16F16酸度的加大，对根茎的调控功用慢慢的强化。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

我们能够对16F16治理组和比较组实施转录组测序知道，16F16治理后一共有994个地域差异表答人类dna，里面330个人类dna调整，664个人类dna调整。调整人类dna的个数高远于调整表答人类dna的个数。以至于，需要得出16F16治理后PDI几丁质酶的抑止促使某类有关系蛋清的拆卸受过决定，而抑止了有关系人类dna表答的动向（图1A）。为了能进一点钻研拟南芥根缩减的团伙新机制，实用TMT血清酶质组学研究了较组和净化处理组期间血清酶质谱的变迁。共检测出120个DEPs，但其中53个调整血清酶和64个变动血清酶，表明3个与拟南芥根部生长关联的DEPs均变动（图1B）。

亚人体细胞标记是取决血清质实用功能的主要的因素。施用Uniprot网络对DEPs的亚人体生殖细胞地位做出預測。通过預測最终，DEPs核心为于膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs核心地为于人体生殖细胞结构哪一犯罪行为进一个步骤支持系统了前者的出现。所以说，地为于膜的DEPs对16F16治理有生理反应，并可能性应响拟南芥小苗的根长大（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的阐述或DEPs的亚细胞核手机定位

(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

为研发拟南芥根茎在16F16治疗后的自我调节逻辑，能够 GO聚集解析对DEGs和DEPs的功效特殊性实现区分。就转录组测序，GO区分结杲呈现，BP类中强势聚集的DEGs注解为“对刺激性到的化工的不良发生发生发生反应迟钝”、“对工作压力的化工的不良发生发生发生反应迟钝”和“对化工的化工的不良发生发生发生反应迟钝”，表观遗传数各自为344个、235个和194个（图2A）。上面的怪物历程中再降表观遗传的比例图很高，揭示16F16治疗已经主要是能够限制与刺激性到化工的不良发生发生发生反应迟钝、胁迫化工的不良发生发生发生反应迟钝和化工化工的不良发生发生发生反应迟钝相关内容的历程来削减草本沉水树种对胁迫的化工的不良发生发生发生反应迟钝。KEGG环路解析揭示，DEGs在“苯丙烷怪物合成图片”、“草本沉水树种-副猪嗜血杆菌体之间功能”、“草本沉水树种皮质激素药走势转导”、“玉米淀粉和绵白糖排泄”和“MAPK走势环路-草本沉水树种”等有效途径中聚集。除草本沉水树种皮质激素药走势转导环路外，另外4种环路中再降表观遗传较多（图2B）。

经过蛋白质组学结果介绍出现，KEGG中显著性聚集的前10个是“苯丙烷类菌物学体合出”、“光合反应”、“不同的藤本植物次生产菌物学的菌物学体合出”、“次生产菌物学的菌物学体合出”各种“产生路径”（图2D）。

图2|对比介绍体现基因遗传和对比介绍体现蛋白酶质的通道介绍、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

为了让蕴含DEGs和DEPs相互的相关内容性，小说作者对转录组和蛋白质组完成了联手具体具体分析。共测量到16个公有DEGs，16个DEGs表答浪潮不同，15个DEGs表答浪潮相对来说。很快完成了KEGG丰度具体具体分析，数据是因为DEGs和DEPs位置丰度了苯丙烷类生物学技术组成路径，第三是因为苯丙烷类生物学技术组成路径是影晌拟南芥幼株根茎发育状况的至关重要路径（图3)。

图3|转录组和核蛋白组的联合技术概述

(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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