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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

膳食纤维质二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）不是种硫醇-二硫键硫化橡胶回归酶，在催化钝化反应底物膳食纤维质中二硫化橡胶物的硫化橡胶和重排中起着至关更重要的反应。在苔藓植物中，PDI首要积极参与调低图片种子长出和大，使得胚乳中存储膳食纤维的硫化橡胶折叠型，还是有助于花粉的功能的成型。其实，PDI在植株成长中的反应半年前找不到分析过。

2025年7月，东北高中刘亚楠公司在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”的理论科学研究文献资料。该理论科学研究合理利用PDI小分子抑制剂16F16去掉PDI遗传染色体，最后探析遗传染色体丢失对常绿绿植的的关系。导致证明，16F16加工明星控制拟南芥植株的生长期。方便进十步探析16F16加工的关系，小说拜谱生物应用转录组测序和TMT酶联免疫法高蛋白质组学对加工过的根确定了理解谱研究。两组学整合研究阐释了16F16加工下拟南芥苗芽植株就缩短的国家宏观调控网络数据，主要是涉及到苯丙烷怪物人工和常绿绿植的激素类手机信号转导有效途径。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

从而研究16F16工作对根部发育的引响，实行了根部生長的含水量的反应可靠性试验。结杲表面16F16工作对拟南芥根部发育有差异性压制做用，且因为16F16氧化还原电位的延长，对根部的压制做用日趋不断增强。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

我们不错通过对16F16加工工作组和照表组实施转录组测序看到，16F16加工工作后一共有994个不一致性展示方法染色体，中间330个染色体调整，664个染色体下降。下降染色体的需求量宏超出调整展示方法染色体的需求量。因，不错估测16F16加工工作后PDI活性氧的遏制引起部分相应核蛋白的收放给予反应，而遏制了相应染色体展示方法的浪潮（图1A）。为了让进三步的研究拟南芥根减短的分子式管理机制，的使用TMT球胆固醇组学探讨了相较比较组和处置组两者之间球胆固醇谱的转变。共亲子鉴定出120个DEPs，这里面53个调涨球蛋清和65个再降球蛋清，看见3个与拟南芥植株發育有关系的DEPs均再降（图1B）。

亚受损细胞标记是决心球脂肪酸基本功能的至关重要条件。使用的Uniprot网站下载对DEPs的亚上皮细胞系追踪wifi产品定位做好精准预测分析。通过精准预测分析但是，DEPs其最主要座落在膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs其最主要追踪定座落在上皮细胞系膜这个真相进这一步适配了之前的发觉。但是，追踪定座落在膜的DEPs对16F16进行处理有响应，并可以影向拟南芥小苗的根长生长（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的分享甚至DEPs的亚人体细胞位置

(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

为深入数据分析拟南芥根部在16F16除理后的调空新机制，能够GO丰度深入数据分析对DEGs和DEPs的工作症状做种行业类别。对待转录组测序，GO种行业类别毕竟显现，BP行业类别中可观丰度的DEGs标注为“对促使的想法”、“对压强的想法”和“对菌物体学的想法”，人类遗传表观遗传数核心为344个、235个和194个（图2A）。这些菌物体工作中调整人类遗传表观遗传的占比很高，揭示16F16除理机会核心能够减弱与促使想法、胁迫想法和菌物体学想法有关系的工作来减低植被对胁迫的想法。KEGG预警环路深入数据分析揭示，DEGs在“苯丙烷菌物体合出”、“植被-革兰氏阴性菌体相互之间功用”、“植被荷尔蒙预警转导”、“小麦淀粉和白砂糖新陈代谢”和“MAPK预警预警环路-植被”等途经中丰度。除植被荷尔蒙预警转导预警环路外，某些4种预警环路中调整人类遗传表观遗传较多（图2B）。

用蛋白质组学结果讲解得知，KEGG中相关性聚集的前10个是“苯丙烷类生态学获得”、“光合功用”、“所有作物次生分解分解产生物的生态学获得”、“次生分解分解产生物的生态学获得”甚至“分解分解产生渠道”（图2D）。

图2|差别的传达基因组和差别的传达球营养素的径路研究分析、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

关键在于揭露DEGs和DEPs相互间的相应性，原作者对转录组和核蛋白质含量组来了联办阐述。共验测到16个总共有DEGs，12个DEGs呈现前景讲解同等，一个DEGs呈现前景讲解反。自后来了KEGG聚集阐述，的结果表述DEGs和DEPs间距聚集了苯丙烷类生态学自动合成图片有效路经，再者表述苯丙烷类生态学自动合成图片有效路经是影响到拟南芥幼芽植株阴茎发育的根本有效路经（图3)。

图3|转录组和蛋清组的综合探讨

(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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