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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

蛋清质二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）一种硫醇-二硫键钝化完美重现酶，在促使底物蛋清质中二塑炼物的钝化和重排中起着至关关键性的功用。在草木中，PDI包括参与到缓解迅雷种子萌芽和繁殖，带动胚乳中保存蛋清的钝化折起来，也是助于蜂花粉的确立。但是，PDI在植株繁殖中的功用半年前如果没有研究分析过。

2021年6月，西北部本科大学刘亚楠的团队在IJMS（IF=5.6）上刊登了发表文章“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的学习职称论文。该学习利用率PDI小分子抑制剂16F16快速清理PDIDNA组，因此研究方案探讨DNA组缺少对植被的作用。数据呈现，16F16补救显然抑制性拟南芥植株的生长期。为了能够进一个步骤研究方案探讨16F16补救的作用，我在使用转录组测序和TMT酶联免疫法球脂肪酸组学对补救过的根实行了表明谱介绍。多个学连合介绍论述了16F16补救下拟南芥幼株植株减少的自我调节网络上，一般触及苯丙烷生物学分解成和植被激素类数据信号转导方式。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

为了更好地探究性学习16F16外理对根茎发展的影向，实施了根茎受力的服用量体现实验室检测。结杲认为16F16外理对拟南芥根茎发展有为显著阻止做用角色，且如今16F16渗透压的添加，对根茎的阻止做用角色频频激发。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

小说家能够对16F16处里组和差表组做好转录组测序感觉，16F16处里后总计有994个地域差异表现dna组，中间330个dna组上涨，664个dna组再降。再降dna组的个数高远于上涨表现dna组的个数。于是，能预测出16F16处里后PDI吸附性的调控导致有些想关蛋清的可折叠得到的影响，导致调控了想关dna组表现的大趋势（图1A）。为了更好地进一次学习拟南芥根缩小的原子新机制，施用TMT血清质组学浅析了比较组和办理组彼此血清质谱的變化。共技术鉴定出120个DEPs，里面53个调涨血清和6七个调整血清，察觉到3个与拟南芥根部發育有关于的DEPs均调整（图1B）。

亚受损细胞产品定位是确定蛋清质功用的首要方面。用到Uniprot网络对DEPs的亚神经元手机标记使用予测。按照予测效果，DEPs大部分是应用于膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs大部分是手机定应用于神经元膜这个现实进1步认可了事先的看到。所以说，手机定应用于膜的DEPs对16F16加工处理有想法，并概率影晌拟南芥小苗的根长骨骼发育（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的概述及其DEPs的亚细胞膜导航定位

(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

为理论研究拟南芥根茎在16F16实行操作后的调节管控措施，经过GO微怪物丰度阐述对DEGs和DEPs的功用重要特点实行进行等级分类。就转录组测序，GO进行等级分类最终结果体现，BP等级分类中重要微怪物丰度的DEGs注脚为“对促使的现象”、“对气压的现象”和“对催化的现象”，表观遗传数都为344个、233个和194个（图2A）。可以达到微怪物时中调整表观遗传的比列很高，表达16F16实行操作也许注意经过治理和改善与促使现象、胁迫现象和催化现象相关联的时来降低常绿绿植的对胁迫的现象。KEGG径路阐述表达，DEGs在“苯丙烷微怪物合并”、“常绿绿植的-致病菌体互不的功效”、“常绿绿植的雌皮质激素网络4g网络信号转导”、“海藻酸钠和白砂糖分解代谢”和“MAPK网络4g网络信号径路-常绿绿植的”等经过中微怪物丰度。除常绿绿植的雌皮质激素网络4g网络信号转导径路外，任何4种径路中调整表观遗传较多（图2B）。

使用蛋白质组学结果探讨发觉，KEGG中相关性动物学富集的前10个是“苯丙烷类动物学获得”、“光合功能”、“多种多样绿植次生新陈代谢率率物的动物学获得”、“次生新陈代谢率率物的动物学获得”或“新陈代谢率率渠道”（图2D）。

图2|差别的表达方法出来什么是基因和差别的表达方法出来蛋清质的径路讲解、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

为了能够呈现DEGs和DEPs范围内的各种相关系数，小说作者对转录组和球脂肪酸组实施了联手分折。共加测到16个就有DEGs，1五类DEGs把你想呈现出来新变化趋势同等，2个DEGs把你想呈现出来新变化趋势相等。己经实施了KEGG菌物菌物富集分折，没想到证实DEGs和DEPs角度菌物菌物富集了苯丙烷类菌物生成方法，其次证实苯丙烷类菌物生成方法是后果拟南芥小苗植株生长发育的为重要方法（图3)。

图3|转录组和血清组的连合浅析

(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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