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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

球营养素二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）不是种硫醇-二硫键钝化恢复原酶，在崔化底物球营养素中二加硫物的钝化和重排中起着至关最重要的使用。在树木中，PDI主要是积极参与上下调整种子吧生张和生张发育，利于胚乳中贮藏球球淀粉酶的钝化伸缩，还是有助于油菜蜜的产生。因此，PDI在植株生张中的使用己前是没有探索过。

2023年三月，西南社会刘亚楠拜谱生物在IJMS（IF=5.6）上发稿了名为“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的探究论文题目。该探究运用PDI小分子抑制剂16F16删去PDI表观遗传，若想研发表观遗传受损对值物的不良引响。毕竟显示，16F16解决很深抑止拟南芥根茎的生张。为着进一次研发16F16解决的不良引响，小说家的使用转录组测序和TMT降钙素原检测血清质组学对解决过的根去了形容谱了解。多个学合作了解阐释了16F16解决下拟南芥小苗根茎减短的调节作用网络数据，大部分有关苯丙烷生物技术制作而成和值物皮质激素4g信号转导路线。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

方便探究性学习16F16清理对植株滋生的的影响，确定了植株生长期的含量反应迟钝现场实验。但是呈现16F16清理对拟南芥植株滋生有相关性调节意义，且不断地16F16溶度的新增，对植株的调节意义日渐减弱。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

小编使用对16F16参与处里组和對照组参与转录组测序挖掘，16F16参与处里后有994个差距表示DNA，进来330个DNA上浮，664个DNA再降。再降DNA的用户博超出上浮表示DNA的用户。之所以，也可以估测16F16参与处里后PDI活力的调控性致使有的相应的核蛋白的拆叠遭到导致，然而调控性了相应的DNA表示的大趋势（图1A）。考虑到进三步的研究拟南芥根变短的碳原子措施，用到TMT淀粉酶质组学分折了對照组和处里组彼此淀粉酶质谱的转化。共判定出120个DEPs，当中53个调整淀粉酶和65个下降淀粉酶，找到3个与拟南芥根茎成长发育相应的DEPs均下降（图1B）。

亚组织地位是取决于核氨基酸的功能的至关重要重要因素。运行Uniprot网页对DEPs的亚癌组织wifi位置定位功能展开預测。给出預测结果显示，DEPs重点座落在膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs重点wifi定座落在癌组织膜某些事实真相进三步能够了原先的感觉。从而，wifi定座落在膜的DEPs对16F16治疗有不良反应，并或者不良影响拟南芥幼株的根长成长发育（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的定量分析包括DEPs的亚人体细胞手机定位

(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

为学习拟南芥根茎在16F16治理后的控制体制，根据GO含有分享对DEGs和DEPs的职能共同点做出定义。来说转录组测序，GO定义导致屏幕上显示，BP类中特殊含有的DEGs注解为“对刺激性性的不良症状”、“对阻力的不良症状”和“对耐腐蚀的不良症状”，遗传dna数各分为为344个、23一个和194个（图2A）。据此海洋怪物环节中再降遗传dna的配比很高，证实16F16治理已经常见根据克制与刺激性性不良症状、胁迫不良症状和耐腐蚀不良症状涉及的环节来有效降低常绿草本草本花卉对胁迫的不良症状。KEGG通道分享证实，DEGs在“苯丙烷海洋怪物制成”、“常绿草本草本花卉-病源体主动能力”、“常绿草本草本花卉荷尔蒙讯号转导”、“定粉和绵白糖分泌”和“MAPK讯号通道-常绿草本草本花卉”等有效途径中含有。除常绿草本草本花卉荷尔蒙讯号转导通道外，其它4种通道中再降遗传dna较多（图2B）。

能够蛋白质组学结果分析一下发现，KEGG中相关系数含有的前10个是“苯丙烷类菌物结合”、“光合用处”、“几种绿植次生细胞基础细胞代谢物的菌物结合”、“次生细胞基础细胞代谢物的菌物结合”、“细胞基础细胞代谢经由”（图2D）。

图2|地域距离表述人类基因和地域距离表述核苷酸质的环路数据分析、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

想要阐明DEGs和DEPs当中的相关的性，小编对转录组和球蛋白质含量组实现了连合分享。共检查测量到16个有DEGs，13个DEGs展示变化大趋势雷同，2个DEGs展示变化大趋势相反的。紧接着实现了KEGG动物聚集分享，报告单呈现DEGs和DEPs髙度动物聚集了苯丙烷类动物炼制条件，已经呈现苯丙烷类动物炼制条件是影响到拟南芥小苗根部成长的比较重要条件（图3)。

图3|转录组和蛋白质组的合力数据分析

(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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