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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

淀粉酶质二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）是一种种硫醇-二硫键被空气氧化物恢复原酶，在催化反应底物淀粉酶质中二混炼物的被空气氧化物和重排中起着至关更重要的用。在常绿植物中，PDI最主要的通过缓解种籽长出和成长，推进胚乳中补充淀粉酶的被空气氧化物叠折，也存在助于油菜蜜的形成了。虽然，PDI在植株的生长中的用前不会有研究方案过。

2028年三月份，华北大学专业刘亚楠团队协作在IJMS（IF=5.6）上发表文章了题写“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的研发医学论文。该研发使用PDI小分子抑制剂16F16的还原PDI表观遗传，最后科学探索表观遗传不足对蕨类观赏植物的印象。然而证实，16F16清理显著的促使拟南芥根茎的发展。方便进这一步科学探索16F16清理的印象，创作者便用转录组测序和TMT化学发光法血清质组学对清理过的根对其进行了把你想表达出来谱研究讲解。两组学携手研究讲解反映了16F16清理下拟南芥幼芽根茎变短的监测电脑网络，具体包涵苯丙烷生物技术转化成和蕨类观赏植物的激素警报转导经由。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

方便探求16F16进行处理对根部成长的损害，实行了根部滋生的极量表现试验检测。毕竟认为16F16进行处理对拟南芥根部成长有明显缓和使用，且由于16F16质量浓度的提高，对根部的缓和使用渐渐的强化。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

写作者凭借对16F16加工组和相较比较组来转录组测序出现，16F16加工后有994个异同呈现人类dna，这其中330个人类dna上涨，664个人类dna调低。调低人类dna的个数欧亚于上涨呈现人类dna的个数。于是，可以预测未来16F16加工后PDI活力性的缓和出现很多有关的血清的收放遭受到应响，才能缓和了有关的人类dna呈现的市场趋势（图1A）。为了能够进十步设计拟南芥根缩减的氧分子考核机制，运行TMT淀粉酶质组学了解了對照组和加工处理组直接淀粉酶质谱的变现。共认定出120个DEPs，这里面53个调涨淀粉酶和65个变动淀粉酶，感觉3个与拟南芥根茎发肓有关于的DEPs均变动（图1B）。

亚神经细胞wifi定位是决策淀粉酶质功用的重要环境因素。操作Uniprot企业网站对DEPs的亚内部市场固定展开預测。依据預测报告，DEPs关键为于膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs关键市场定为于内部膜此实际情况进三步认可了之前的察觉到。为此，市场定为于膜的DEPs对16F16净化处理有现象，并或者作用拟南芥秧苗的根长发展（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的分享并且 DEPs的亚癌细胞确定

(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

为研究分折拟南芥植株在16F16办理后的房产调控机制化，借助GO丰度分折对DEGs和DEPs的实用功能有效特点开展类型。就转录组测序，GO类型可是认为，BP分类中有效丰度的DEGs注解为“对多种多样到的发生现象”、“对压强的发生现象”和“对生物学技术学的发生现象”，表观遗传数分为为344个、238个和194个（图2A）。以上所述生物学技术方式中下降表观遗传的数量很高，认为16F16办理可能通常借助限制与多种多样到发生现象、胁迫发生现象和生物学技术学发生现象有关于的方式来大大减少仿真常绿值物对胁迫的发生现象。KEGG环路分折认为，DEGs在“苯丙烷生物学技术分解成”、“仿真常绿值物-副猪嗜血杆菌体相互之间效应”、“仿真常绿值物生长抗生素无线数据转导”、“定粉和白砂糖代谢率”和“MAPK无线数据环路-仿真常绿值物”等条件中丰度。除仿真常绿值物生长抗生素无线数据转导环路外，另外的4种环路中下降表观遗传较多（图2B）。

能够蛋白质组学结果分折显示，KEGG中不错丰度的前10个是“苯丙烷类菌物镶嵌”、“光合帮助”、“各式各样常绿植物次生消化吸收物的菌物镶嵌”、“次生消化吸收物的菌物镶嵌”包括“消化吸收行业”（图2D）。

图2|之间的关系展示方式人类基因和之间的关系展示方式蛋清质的信号通路具体分析、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

要想是因为DEGs和DEPs范围内的涉及到的性，诗人对转录组和蛋白酶质组展开了联动定量讲解。共探测到16个共设DEGs，1个DEGs是因为新市场需求一样的，个DEGs是因为新市场需求反着的。那么展开了KEGG聚集定量讲解，效果是因为DEGs和DEPs长度聚集了苯丙烷类生物体制品组成手段，重新是因为苯丙烷类生物体制品组成手段是作用拟南芥苗芽植株大的更重要手段（图3)。

图3|转录组和蛋白酶组的协力概述

(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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