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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

核蛋清酶质二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）都是种硫醇-二硫键腐蚀恢复备份酶，在催化硫化底物核蛋清酶质中二塑炼物的腐蚀和重排中起着至关根本的意义。在绿植中，PDI最主要直接参与调高种子的不断涌现和种植，利于胚乳中店铺核蛋清酶的腐蚀可折叠，也是助于油菜蜜的生成。那么，PDI在植株种植中的意义早先沒有科学研究过。

202几年6月，东南大学本科刘亚楠精英团队在IJMS（IF=5.6）上提出了题写“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的学习探讨参考文献。该学习探讨利于PDI小分子抑制剂16F16剔除PDIDNA组，然后学习DNA组不全对动作物的影晌。毕竟取决于，16F16加工清理显然仰制拟南芥根部的成长。只为进步骤学习16F16加工清理的影晌，小说作家食用转录组测序和TMT参考值血清质组学对加工清理过的根完成了表答谱定性定性分析。几组学结合定性定性分析折射出了16F16加工清理下拟南芥苗芽根部减短的宏观调控电脑网络，基本涉及到的苯丙烷菌物炼制和动作物刺激素移动信号转导方法。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

以便与探讨16F16外理对植株的生长发育的会影响，确定了植株受力的极量症状可靠性试验。结果显示得出结论16F16外理对拟南芥植株的生长发育有重要限设计制用途，且由于16F16密度的增高，对植株的限设计制用途正渐渐强化。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

创作者按照对16F16整理组和对应组来转录组测序发现了，16F16整理后共计994个不同之处体现DNA，另外330个DNA调涨，664个DNA上涨。上涨DNA的总量长远于调涨体现DNA的总量。如此，可不可以得出16F16整理后PDI活性酶类的仰制引致某个有关于球蛋白的折起来受过的影响，所以仰制了有关于DNA体现的趋势英文（图1A）。想要进一次探究拟南芥根减短的团伙机理，在使用TMT核核苷酸组学分析一下了比组和清理组相互间核核苷酸谱的波动。共司法鉴定出120个DEPs，在当中53个调涨核核淀粉酶质和65个调低核核淀粉酶质，发觉3个与拟南芥植株发展涉及到的DEPs均调低（图1B）。

亚細胞wifi定位是判断淀粉酶质的功能的关键的要素。实用Uniprot网页对DEPs的亚受损癌细胞位置功能开始預测。据預测导致，DEPs主耍坐落在膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs主耍位置功能于受损癌细胞此种实际上进一步明确一个脚印鼓励了之前的表明。故而，位置功能于膜的DEPs对16F16治理有反映，并很有可能印象拟南芥小苗的根长发展（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的解析与DEPs的亚神经元定位系统

(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

为的研究拟南芥根部在16F16解决后的宏观调控制度，能够 GO聚集讲解对DEGs和DEPs的职能基本特征完成分为。而言转录组测序，GO分为可是界面显示，BP类属中有效聚集的DEGs注脚为“对多种多样的发应”、“对阻力的发应”和“对生物工程体学的发应”，染色体遗传数不同为344个、23一个和194个（图2A）。以上生物工程体操作方式中再降染色体遗传的比重很高，揭示16F16解决有可能基本能够遏制与多种多样发应、胁迫发应和生物工程体学发应相关的操作方式来拉低作物对胁迫的发应。KEGG环路讲解揭示，DEGs在“苯丙烷生物工程体结合”、“作物-致病菌体主动功效”、“作物雌激素类4g卫星数据信号转导”、“水溶性淀粉和绵白糖分泌”和“MAPK4g卫星数据信号环路-作物”等手段中聚集。除作物雌激素类4g卫星数据信号转导环路外，的4种环路中再降染色体遗传较多（图2B）。

顺利通过蛋白质组学结果概述发展，KEGG中明显丰度的前10个是“苯丙烷类动物学获得”、“光合角色”、“各种各样的树种次生分解物的动物学获得”、“次生分解物的动物学获得”或是“分解行业”（图2D）。

图2|区别体现dna和区别体现蛋白酶质的通道了解、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

为了更好地体现DEGs和DEPs相互的有关性，小编对转录组和球蛋白质含量组实行了协力研究深入分析。共论文检测到16个共分DEGs，19个DEGs取决于浪潮相似，8个DEGs取决于浪潮反而。最后实行了KEGG聚集研究深入分析，后果取决于DEGs和DEPs程度聚集了苯丙烷类生态学生成途经，再取决于苯丙烷类生态学生成途经是应响拟南芥幼株根部健康发育的根本途经（图3)。

图3|转录组和蛋白酶组的连合分折

(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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