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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

球血清质含量二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）是一个种硫醇-二硫键混炼重置酶，在促使底物球血清质含量中二混炼物的混炼和重排中起着至关核心的功能。在观赏植物中，PDI常见积极参与转换种子图片发芽和滋生发育，提高胚乳中处理球血清的混炼叠折，同样助于花粉量的构成。同时，PDI在根茎滋生中的功能原先没了探究过。

202多年9月，西北部读书刘亚楠团队图片在IJMS（IF=5.6）上发表文章了名为“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的探讨参考文献。该探讨合理利用PDI小分子抑制剂16F16避开PDI表观遗传，于是学习表观遗传低下对植被的影晌。可是呈现，16F16清理显然调节拟南芥根茎的发育。为了让进一步的一个脚印学习16F16清理的影晌，编辑的使用转录组测序和TMT定量讲解营养素质组学对清理过的根完成了传达谱讲解。两组学整合讲解表明了16F16清理下拟南芥幼株根茎降低的宏观调控网站，包括针对的目标苯丙烷生物学制成和植被激素类数据转导前提条件。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

考虑到来探寻16F16治理对根部衍生的影响力，通过了根部长度的的用药量化学反应经过多次实验发现。最终显示16F16治理对拟南芥根部衍生有不错压制成用，且近年来16F16浓度值的扩大，对根部的压制成用开始强化。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

小编经由对16F16加工组和相较比较组对其进行转录组测序察觉到，16F16加工后通用994个不同把你想表现出来什么是遗传表观遗传，中间330个什么是遗传表观遗传上涨，664个什么是遗传表观遗传调低。调低什么是遗传表观遗传的用量长远于上涨把你想表现出来什么是遗传表观遗传的用量。但是，就可以估测16F16加工后PDI催化活性的可限制诱发其他涉及到的淀粉酶的折叠型因为反应，进而可限制了涉及到的什么是遗传表观遗传把你想表现出来的态势（图1A）。为了能进十步探索拟南芥根减少的碳原子工作机制，食用TMT核营养素组学阐述了比组和外理组期间核营养素谱的变化无常。共检验出120个DEPs，表中53个上涨核球蛋清和64个调低核球蛋清，挖掘3个与拟南芥根茎骨骼发育有关于的DEPs均调低（图1B）。

亚細胞精确定位是取决于核蛋白质含量功能表的关健主观因素。在使用Uniprot小程序对DEPs的亚组织导航位置定位手机开始精准预计。给出精准预计数据，DEPs包括座落在膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs包括导航定座落在组织膜这一个事情进一部可以支持了原先的出现。但是，导航定座落在膜的DEPs对16F16进行处理有反映，并有可能影响力拟南芥幼芽的根长發育（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的分享与DEPs的亚体细胞导航定位

(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

为论述拟南芥根部在16F16治理后的改善策略，确认GO菌物含有定量剖析对DEGs和DEPs的模块表现形式做好行业类型。在转录组测序，GO行业类型效果现示，BP行业类型中取得菌物含有的DEGs注解为“对的多种多样的电学做用”、“对压强的电学做用”和“对电学的电学做用”，表观遗传组数分別为344个、238个和194个（图2A）。上述所说菌物的时候中下跌表观遗传组的比率很高，阐明16F16治理可能大部分确认限制与的多种多样电学做用、胁迫电学做用和电学电学做用有关的的时候来降低了花草对胁迫的电学做用。KEGG通道定量剖析阐明，DEGs在“苯丙烷菌物聚合”、“花草-脑膜炎奈瑟菌体能够做用”、“花草的抗生素数据转导”、“玉米淀粉和绵白糖新陈代谢”和“MAPK数据通道-花草”等路经中菌物含有。除花草的抗生素数据转导通道外，的4种通道中下跌表观遗传组较多（图2B）。

凭借蛋白质组学结果研究分析看到，KEGG中相关系数动物制品富集的前10个是“苯丙烷类动物制品制作而成视频”、“光合用途”、“不同的树木次生产生率率物的动物制品制作而成视频”、“次生产生率率物的动物制品制作而成视频”已经“产生率率行业”（图2D）。

图2|异同展现遗传基因和异同展现蛋白酶质的环路分享、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

要为折射出DEGs和DEPs区间内的相关联性，作著对转录组和淀粉酶质组展开了合作探讨。共检测工具到16个公有DEGs，14个DEGs表现潮流一样的，个DEGs表现潮流相左。随着展开了KEGG聚集探讨，结局认为DEGs和DEPs位置聚集了苯丙烷类怪物获得方法，再认为苯丙烷类怪物获得方法是危害拟南芥小苗根部阴茎发育的决定性方法（图3)。

图3|转录组和蛋清组的综合解析

(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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