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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

膳食纤维质二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）有的是种硫醇-二硫键钝化反应反应修复酶，在促使底物膳食纤维质中二硫化橡胶物的钝化反应反应和重排中起着至关注重的效应。在值物中，PDI常见操作的调节原材料产生和发肓，驱动胚乳中儲存膳食纤维的钝化反应反应拆叠，有着助于蜂花粉的构成。以至于，PDI在植株成长中的效应很早以前找不到调查过。

2028年12月，西南师范大学刘亚楠技术团队在IJMS（IF=5.6）上刊出了一篇“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的的研发文章。该的研发充分利用PDI小分子抑制剂16F16弄掉PDI遗传表观遗传，为了能学习遗传表观遗传短缺对绿色蕨类植物的影晌。结杲表示，16F16加工除理看不出减缓拟南芥植株的发展。为了能进一部学习16F16加工除理的影晌，小说拜谱生物运行转录组测序和TMT化学发光法核高蛋白组学对加工除理过的根来进行了表达出谱研究剖析。几组学联和研究剖析揭露了16F16加工除理下拟南芥幼芽植株缩减的干预互联网，最主要的设及苯丙烷生物学提炼和绿色蕨类植物肾上腺素警报转导途经。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

为了更好地与探讨16F16补救对根部发芽的干扰，确定了根部发芽的用量体现应力测试。成果表达16F16补救对拟南芥根部发芽有明显遏制成用，且伴随着16F16溶液浓度的提高，对根部的遏制成用迅速强化。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

我采用对16F16办理组和比组参与转录组测序察觉，16F16办理后总共994个不一致性传达表观遗传，但其中330个表观遗传调整，664个表观遗传降低。降低表观遗传的总量宏以调整整传达表观遗传的总量。为此，需要推断16F16办理后PDI可溶性的促使使得这些有关于血清的翻折面临印象，然而促使了有关于表观遗传传达的市场需求（图1A）。因为进这一步探讨拟南芥根就缩短的大分子体系，运行TMT蛋清质组学概述了剖析组和治理组两者之间蛋清质谱的变动。共亲子鉴定出120个DEPs，在当中53个调涨蛋清和68个下跌蛋清，会发现3个与拟南芥植株阴茎发育涉及的DEPs均下跌（图1B）。

亚細胞产品定位是绝对蛋白质含量质效果的重点影响因素。动用Uniprot公众号对DEPs的亚上皮细胞系分析完成预估。要根据预估结论，DEPs其具体在膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs其具体分析于上皮细胞系膜此事实上进三步适配了此前的发觉。从而，分析于膜的DEPs对16F16处里有表现，并很有可能影晌拟南芥植株的根长生长发育（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的定性分析及及DEPs的亚神经元产品定位

(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

为调查拟南芥植株在16F16处里后的宏观调控制度，凭借GO含有探讨对DEGs和DEPs的性能特征描述来定义。对转录组测序，GO定义然而展现，BP行业类别中相关联性含有的DEGs注解为“对兴奋的发应”、“对压差的发应”和“对无机化学式的发应”，人类dna数分为为344个、23个和194个（图2A）。上述所说怪物整个环节中大幅度降低人类dna的比重很高，揭示16F16处里机会关键凭借克制与兴奋发应、胁迫发应和无机化学式发应相关联的整个环节来大幅度降低植被对胁迫的发应。KEGG通道探讨揭示，DEGs在“苯丙烷怪物结合”、“植被-致病菌体相互之间帮助”、“植被肾上腺素网络数据信息转导”、“玉米淀粉和乳糖分解”和“MAPK网络数据信息通道-植被”等途经中含有。除植被肾上腺素网络数据信息转导通道外，别4种通道中大幅度降低人类dna较多（图2B）。

按照蛋白质组学结果研究表明，KEGG中可观含有的前10个是“苯丙烷类生态学体技术转化成”、“光合角色”、“各方面草本花卉次生分解消化吸收物的生态学体技术转化成”、“次生分解消化吸收物的生态学体技术转化成”或“分解消化吸收前提条件”（图2D）。

图2|相互影响描述出表观遗传和相互影响描述出脂肪酸质的径路分折、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

以便呈现DEGs和DEPs内的有关于性，原作者对转录组和淀粉酶质组开始了联和做出剖析。共检查测量到16个共得DEGs，17个DEGs表答潮流剖析同一，7个DEGs表答潮流剖析反。后来开始了KEGG含有做出剖析，报告单说明DEGs和DEPs角度含有了苯丙烷类动物体分解方法，之后说明苯丙烷类动物体分解方法是损害拟南芥小苗根茎发育状况的重点方法（图3)。

图3|转录组和血清组的共同进行分析

(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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