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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）都是种硫醇-二硫键脱色回归酶，在催化剂的做用底物蛋清质中二硫化橡胶物的脱色和重排中起着至关关键性的做用。在植被中，PDI具体参入转换种子bt萌生和阴茎发育，有助于胚乳中保存蛋清的脱色申缩，也是助于花粉及花粉类食物的变成。但是，PDI在根茎衍生中的做用很多年未探析过。

2021年10月，西南大学时刘亚楠团队协作在IJMS（IF=5.6）上撤稿了题写“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的研发职称论文。该研发利用率PDI小分子抑制剂16F16出掉PDIDNA，若想探讨DNA低下对草本花卉的引响。最终结果意味着，16F16治理比较明显减缓拟南芥根茎的生长发育。为着进两步探讨16F16治理的引响，我在使用转录组测序和TMT酶联免疫法蛋清质组学对治理过的根对其进行了表达方式谱浅析。几组学联和浅析证明了16F16治理下拟南芥植株根茎减小的自我调节网络上，主耍涉及面苯丙烷生物体合出和草本花卉的激素数据信号转导条件。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

成了探求16F16解决对根部种植的决定，实施了根部受力的含量现象耐压。结杲是因为16F16解决对拟南芥根部种植有偏态克打造用，且跟着16F16盐浓度的上升，对根部的克打造用正在逐步强化。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

我经过对16F16处置组和對照组实施转录组测序看到，16F16处置后共出994个差别的表现表观遗传，至少330个表观遗传调整，664个表观遗传降低。降低表观遗传的用户高远于调整表现表观遗传的用户。这样，就能够预测出16F16处置后PDI活性酶的减缓导致一些想关球蛋白的折起来遭到反应，关键在于减缓了想关表观遗传表现的前景（图1A）。为了能进一部调查拟南芥根缩小的大分子策略，运行TMT球高球血清酶组学定性分析了剖析组和加工处理组当中球高球血清酶谱的发生改变。共鉴别出120个DEPs，进来53个调整球球血清酶和65个变动球球血清酶，出现3个与拟南芥植株发肓相应的DEPs均变动（图1B）。

亚内部追踪定位是决定性核胆固醇功能模块的的关键条件。食用Uniprot网址对DEPs的亚人体组织细胞wifi导航定位系统完成估计。给出估计后果，DEPs注意座落在膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs注意wifi定座落在人体组织细胞质上述证据进一部鼓励了原本的表明。以至于，wifi定座落在膜的DEPs对16F16解决有症状，并概率后果拟南芥幼芽的根长健康成长（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的定性分析和DEPs的亚组织位置定位

(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

为探究拟南芥根茎在16F16除理后的管控制度，根据GO聚集剖析对DEGs和DEPs的功能模块结构特征完成各类。对转录组测序，GO各类最终结果体现，BP类型中强势聚集的DEGs注脚为“对激发的反馈”、“对负荷的反馈”和“对无机催化的反馈”，表观遗传数分离为344个、23一个和194个（图2A）。上述所说动物的环节中下降表观遗传的的比例很高，表示16F16除理也许包括根据抑制影响与激发反馈、胁迫反馈和无机催化反馈对应的的环节来大大减少草木对胁迫的反馈。KEGG径路剖析表示，DEGs在“苯丙烷动物镶嵌”、“草木-病毒体共同影响”、“草木皮质激素类移动4g警报转导”、“定粉和乳糖分泌”和“MAPK移动4g警报径路-草木”等经由中聚集。除草木皮质激素类移动4g警报转导径路外，其它的4种径路中下降表观遗传较多（图2B）。

用蛋白质组学结果探讨遇到，KEGG中同质性含有的前10个是“苯丙烷类生态学制作而成”、“光合功能”、“不同绿色植物次生分泌转化物的生态学制作而成”、“次生分泌转化物的生态学制作而成”还有“分泌转化手段”（图2D）。

图2|异同表明dna和异同表明蛋白酶质的信号通路分享、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

只为反映DEGs和DEPs中的涉及性，我们对转录组和蛋白酶质组来了共同阐述。共探测到16个总计有DEGs，15-7个DEGs表现未来趋势英文类似，个DEGs表现未来趋势英文相反的词语。后来来了KEGG含有阐述，可是表述DEGs和DEPs高速含有了苯丙烷类海洋动物聚合路径，第三表述苯丙烷类海洋动物聚合路径是损害拟南芥小苗植株生长的关键性路径（图3)。

图3|转录组和蛋清组的联合技术剖析

(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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