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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

球核核蛋白二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）就是种硫醇-二硫键腐蚀恢复酶，在催化反应底物球核核蛋白中二加硫物的腐蚀和重排中起着至关关键性的的功效。在仿真植物中，PDI通常参与活动上下调整原材料产生和健康发育，有助于胚乳中儲存球核核蛋白的腐蚀收放，还是有助于花粉的目的的构成。当然，PDI在植株发展中的的功效此前也没有探索过。

2021年10月，东南大专刘亚楠团队协作在IJMS（IF=5.6）上说出了题写“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的的研究方案文献综述。该的研究方案通过PDI小分子抑制剂16F16出掉PDIDNA，最后实验阐述DNA损坏对草本花卉的的印象。可是说明，16F16治理很深缓和拟南芥植株的生長。是为了进一次实验阐述16F16治理的的印象，小说作家安全使用转录组测序和TMT定量阐述核蛋白质含量组学对治理过的根开始了表明谱阐述。两组学合力阐述阐明了16F16治理下拟南芥苗芽植株减少的干预网洛，最主要的牵扯苯丙烷生物学炼制和草本花卉生长激素表现转导方式。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

为着探讨16F16正确治理对根部衍生的会影响，做了根部伸展的的用药量症状试验检测。最后意味着16F16正确治理对拟南芥根部衍生有特殊仰制做用，且伴随着16F16密度的加大，对根部的仰制做用日渐提高。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

作著根据对16F16净化除理组和对比组做出转录组测序发展，16F16净化除理后共同拥有994个不一致性体现什么是什么是人类基因遗传遗传组，在这其中330个什么是什么是人类基因遗传遗传组调涨，664个什么是什么是人类基因遗传遗传组调低。调低什么是什么是人类基因遗传遗传组的总数博多于调涨体现什么是什么是人类基因遗传遗传组的总数。之所以，应该预测出16F16净化除理后PDI几丁质酶的克制引发某一涉及到蛋清的申缩遭到影晌，为了克制了涉及到什么是什么是人类基因遗传遗传组体现的前景（图1A）。想要进一次实验拟南芥根就缩短的原子核工作机制，运用TMT核核苷酸质含量组学分享了对应组和治疗组之前核核苷酸质含量谱的变动。共鉴定结论出120个DEPs，里面53个调整核核苷酸和6几个调整核核苷酸，显示3个与拟南芥根茎大相关的DEPs均调整（图1B）。

亚神经元定位手机是决心球蛋白用途的重要性因素分析。利用Uniprot网对DEPs的亚人体细胞核市场固定确定预侧。会根据预侧最后，DEPs一般坐落在膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs一般市场定坐落在人体细胞核膜该其实进一点使用了仍然的知道。往往，市场定坐落在膜的DEPs对16F16加工有化学反应，并可以损害拟南芥秧苗的根长发育期（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的深入分析并且 DEPs的亚细胞核wifi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

为剖析拟南芥植株在16F16加工治理后的房产调控原则，可以借助GO丰度剖析对DEGs和DEPs的技能偏态特点来进行的分类整理。相对转录组测序，GO的分类整理结杲显示信息，BP类中偏态丰度的DEGs参考文献标注为“对有趣的反响”、“对的压力的反响”和“对检查是否工业的反响”，染色体遗传数各是为344个、23一个和194个（图2A）。上面的生态学学工作中调整染色体遗传的比例图很高，取决于16F16加工治理有可能主要可以借助可抑制与有趣反响、胁迫反响和检查是否工业反响各种相关的工作来降低了仿真树木对胁迫的反响。KEGG环路剖析取决于，DEGs在“苯丙烷生态学学合出”、“仿真树木-致病菌体双方目的”、“仿真树木抗生素数据移动移动信号转导”、“海藻酸钠和绵白糖分解”和“MAPK数据移动移动信号环路-仿真树木”等方式中丰度。除仿真树木抗生素数据移动移动信号转导环路外，另外4种环路中调整染色体遗传较多（图2B）。

利用蛋白质组学结果研究感觉，KEGG中差异性丰度的前10个是“苯丙烷类微生态学工程分解”、“光合功能”、“各方面草本花卉次生分解物的微生态学工程分解”、“次生分解物的微生态学工程分解”还有“分解前提条件”（图2D）。

图2|差别表明表观遗传和差别表明蛋清质的径路进行分析、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

要阐明DEGs和DEPs范围内的相应性，写作者对转录组和蛋清质组做出了联手分析一下一下。共监测到16个各有DEGs，15-7个DEGs传达发展一样的，一个DEGs传达发展颠倒。己经做出了KEGG怪物含有分析一下一下，最终阐明DEGs和DEPs高宽比怪物含有了苯丙烷类怪物制成路经，再度阐明苯丙烷类怪物制成路经是后果拟南芥秧苗植株阴茎发育的很重要路经（图3)。

图3|转录组和球蛋白组的综合解析

(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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