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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-二硫键被脱色反应复原酶，在催化被脱色底物蛋清质中二混炼物的被脱色反应和重排中起着至关很重要的功效。在仿真植物中，PDI注意操作调种子选手出芽和健康发育，加速胚乳中会自动储存蛋清的被脱色反应可折叠，有着助于油菜蜜的导致。但是，PDI在植株出现中的功效前如果没有研究方案过。

202四年5月，大西北学校刘亚楠团对在IJMS（IF=5.6）上发过了一篇“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的论述整形论文。该论述凭借PDI小分子抑制剂16F16祛除PDI人类基因遗传，关键在于深入浅析人类基因遗传丢失对草本花卉的反应。后果表面，16F16加工比较突出调节拟南芥根部的植被生长。要想深化一个脚印深入浅析16F16加工的反应，我们采用转录组测序和TMT降钙素原检测核膳食纤维组学对加工过的根做好了展示谱浅析。两组学合力浅析揭露了16F16加工下拟南芥幼芽根部就缩短的调节作用网咯，关键有苯丙烷生物制品转化成和草本花卉皮质激素警报转导渠道。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

想要研究性学习16F16操作对植株发展的导致，实施了植株拉伸应变的极量做用耐压。结局取决于16F16操作对拟南芥植株发展有明显缓和做用，且伴随16F16盐浓度的加入，对植株的缓和做用会逐渐明显增强。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

创作者依据对16F16清理组和对应组做出转录组测序挖掘，16F16清理后共出994个差异化抒发染色体，进来330个染色体调涨，664个染色体再降。再降染色体的个数欧亚于调涨抒发染色体的个数。最终得以，能推算16F16清理后PDI吸附性的可以抑制性会导致这些有关的蛋白质的折叠式受导致，最终得以可以抑制性了有关的染色体抒发的走势（图1A）。方便进几步论述拟南芥根缩减的氧分子长效机制，选用TMT球营养素组学了解了对应组和处理组间球营养素谱的变换。共鉴别出120个DEPs，在这其中53个上浮球淀粉酶和6几个再降球淀粉酶，知道3个与拟南芥根部成长发育想关的DEPs均再降（图1B）。

亚内部分析是关键所在核营养物质能力的关键所在各种因素。的使用Uniprot系统对DEPs的亚细胞核膜固定进行预计。基于预计結果，DEPs其主要坐落在膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs其主要固定于细胞核膜膜此事实上进几步兼容了原本的发现了。为此，固定于膜的DEPs对16F16正确处理有反馈，并概率影晌拟南芥幼芽的根长骨骼发育（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的介绍、DEPs的亚细胞膜市场定位

(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

为学习拟南芥植株在16F16处里后的宏观调控制度，按照GO丰度了解对DEGs和DEPs的功能模块特性实行进行分类管理。这对转录组测序，GO进行分类管理結果出现，BP种类中各种相关系数丰度的DEGs注解为“对畅快的表现”、“对各种压力的表现”和“对化学工业上的的表现”，染色体数对应为344个、234个和194个（图2A）。可以达到生物学体期间中中调整染色体的正比很高，显示16F16处里也许最主要的按照减弱与畅快表现、胁迫表现和化学工业上的表现各种相关的期间中来缩减花草对胁迫的表现。KEGG径路了解显示，DEGs在“苯丙烷生物学体生成”、“花草-致病菌体上下级功能”、“花草缴素警报灯转导”、“水溶性淀粉和白砂糖代谢率”和“MAPK警报灯径路-花草”等行业中丰度。除花草缴素警报灯转导径路外，另外的4种径路中调整染色体较多（图2B）。

可以通过蛋白质组学结果定量分析察觉到，KEGG中取得含有的前10个是“苯丙烷类生物工程制品体提炼”、“光合用”、“各样观赏植物次生新陈新陈排泄物的生物工程制品体提炼”、“次生新陈新陈排泄物的生物工程制品体提炼”各种“新陈新陈排泄方式”（图2D）。

图2|不同之处表现出遗传基因和不同之处表现出核胆固醇的径路剖析、

(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左右的一些性，小说作家对转录组和蛋白酶质组参与了综合数据定量分析。共检查到16个就有DEGs，12个DEGs理解态势一致，8个DEGs理解态势相对。之后参与了KEGG丰度数据定量分析，最终证实DEGs和DEPs特别丰度了苯丙烷类菌物工程提炼渠道，多次证实苯丙烷类菌物工程提炼渠道是导致拟南芥秧苗植株發育的主要渠道（图3)。

图3|转录组和蛋白质组的携手分享

(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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