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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-二硫键被空气空气氧化完美重现酶，在崔化底物蛋清质中二硫化橡胶物的被空气空气氧化和重排中起着至关根本的功效。在蕨类植物中，PDI关键参与进来上下调整种子选手长出和胸部发育，可以淡化胚乳中永久保存蛋清的被空气空气氧化叠折，也会有助于花粉及花粉类食物的出现。因此，PDI在植株生长的中的功效此前没能理论研究过。

202四年7月，东北师范大学刘亚楠技术团队在IJMS（IF=5.6）上展现了题写“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的学习文献资料。该学习使用PDI小分子抑制剂16F16出掉PDIDNA组，于是深入数据具体分析DNA组缺乏对蕨类沉水植物的应响力。数据呈现，16F16清理很明显可以抑制拟南芥根茎的生长发育。要进步深入数据具体分析16F16清理的应响力，小说家采用转录组测序和TMT酶联免疫法血清质组学对清理过的根采取了体现谱数据具体分析。多个学综合数据具体分析呈现了16F16清理下拟南芥秧苗根茎拉长的控制无线网络，主要是包括苯丙烷生物工程制作而成和蕨类沉水植物雌激素数据信号转导行业。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

要想研究性16F16正确进行处理对根茎发育的会影响，实施了根茎拉伸应变的含量影响检测。最后表面16F16正确进行处理对拟南芥根茎发育有有明显缓和影响，且伴随16F16氧化还原电位的加入，对根茎的缓和影响渐渐改善。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

编辑凭借对16F16操作组和对比组对其进行转录组测序出现，16F16操作后通用994个距离展示表观遗传，中仅330个表观遗传调涨，664个表观遗传上涨。上涨表观遗传的总比例高远于调涨展示表观遗传的总比例。之所以，能够推算16F16操作后PDI吸附性的能够限制诱发某个涉及淀粉酶的折叠伞会受到影响到，然而能够限制了涉及表观遗传展示的态势（图1A）。以便进一步的骤深入概述拟南芥根减小的氧分子体系，施用TMT核苷酸质组学概述了剖析组和正确处理组相互之间核苷酸质谱的变化规律。共签定出120个DEPs，进来53个调整核苷酸和6七个下跌核苷酸，得知3个与拟南芥根部发展关联的DEPs均下跌（图1B）。

亚生殖细胞地位是决定了球营养物质功能模块的关健因素分析。动用Uniprot站点对DEPs的亚组织核地位进行推测。依据推测然而，DEPs首要是座落膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs首要是地座落组织核膜哪一真实进十步支持系统了事先的会发现。对此，地座落膜的DEPs对16F16加工处理有反馈，并可能会反应拟南芥秧苗的根长阴茎发育（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的剖析并且DEPs的亚组织细胞固定

(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

为深入浅析拟南芥植株在16F16加工后的干预工作机制，根据GO聚集浅析对DEGs和DEPs的技能基本特征参与区分整理。面对转录组测序，GO区分整理最终结果彰显，BP品类中偏态聚集的DEGs批注为“对热血的反應”、“对负压的反應”和“对电学的反應”，什么是dna数主要是为344个、236个和194个（图2A）。可以达到海洋生物工程整个的时候中下跌什么是dna的占比很高，显示16F16加工能够主要是根据抑制性与热血反應、胁迫反應和电学反應关联的整个的时候来调低草本藤本蕨类动沉水植物对胁迫的反應。KEGG通道浅析显示，DEGs在“苯丙烷海洋生物工程合成视频”、“草本藤本蕨类动沉水植物-病原菌体共同使用”、“草本藤本蕨类动沉水植物抗生素药移动网络走势转导”、“玉米淀粉和乳糖基础代谢”和“MAPK移动网络走势通道-草本藤本蕨类动沉水植物”等手段中聚集。除草本藤本蕨类动沉水植物抗生素药移动网络走势转导通道外，另外的4种通道中下跌什么是dna较多（图2B）。

顺利通过蛋白质组学结果分析一下知道，KEGG中明显含有的前10个是“苯丙烷类生态学获得图片”、“光合影响”、“几种值物次生分解物的生态学获得图片”、“次生分解物的生态学获得图片”包括“分解方法”（图2D）。

图2|异同把你想表明出来什么是基因和异同把你想表明出来膳食纤维质的径路分折、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

为了能让探求DEGs和DEPs互相的关联性，编辑对转录组和核蛋白组完成了联办概述。共查重到16个共计DEGs，13个DEGs传达方法前景同一，7个DEGs传达方法前景反。其次完成了KEGG聚集概述，导致表达DEGs和DEPs间距聚集了苯丙烷类微生态学分解成有效方法，再度表达苯丙烷类微生态学分解成有效方法是决定拟南芥植株植株健康的注重有效方法（图3)。

图3|转录组和蛋清组的联和阐述

(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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