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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

血清质二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）就是一种硫醇-二硫键加硫重现酶，在促使底物血清质中二加硫物的加硫和重排中起着至关最重要的意义。在草本植物中，PDI包括加入调节器迅雷种子萌生和健康发育，可以淡化胚乳中存放血清的加硫叠折，总有助于蜂花粉的导致。或许，PDI在根部生张中的意义很多年没能探讨过。

2025年9月，华北高校刘亚楠团体在IJMS（IF=5.6）上发稿了一篇“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的研发文献资料。该研发利于PDI小分子抑制剂16F16我们要除PDI遗传基因组，故而探究遗传基因组缺乏对作物的反应。但是表面，16F16加工操作很深促使拟南芥根部的生张。为了能进的一步探究16F16加工操作的反应，小说作家采用转录组测序和TMT参考值蛋清质组学对加工操作过的根去了呈现谱研究分析一下。几组学联和研究分析一下折射出了16F16加工操作下拟南芥幼芽根部改变的房产调控手机网络，首要有关苯丙烷菌物合成图片和作物的激素讯号转导手段。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

从而研究性16F16补救对根茎生张的会影响，实施了根茎张拉的分子量响应耐压。可是取决于16F16补救对拟南芥根茎生张有为显著克加工制作而成用，且近年来16F16浓硫酸浓度的添加，对根茎的克加工制作而成用随着开展。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

创作者在对16F16治理组和比组实行转录组测序会发现，16F16治理后总共有994个区别展现表观遗传，之中330个表观遗传调涨，664个表观遗传再降。再降表观遗传的次数长远于调涨展现表观遗传的次数。于是，会得出16F16治理后PDI几丁质酶的仰制导至哪些相应蛋白质的折叠式因为关系，才能仰制了相应表观遗传展现的变化趋势（图1A）。想要进步骤学习拟南芥根还缩短的团伙原则，操作TMT球营养物质组学浅析了比组和处里组直接球营养物质谱的变现。共技术鉴定出120个DEPs，表中53个上浮球蛋清酶酶和6七个下跌球蛋清酶酶，知道3个与拟南芥根茎骨骼发育相应的DEPs均下跌（图1B）。

亚组织定位系统是打算蛋清质特点的的关键情况。利用Uniprot站点对DEPs的亚上皮神经元位置定位手机手机通过分析预測。依据分析预測結果，DEPs主要的是设在膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs主要的是位置定位手机手机于上皮神经元膜某种事进一大步鼓励了之前的发现。由此，位置定位手机手机于膜的DEPs对16F16治疗有不良反应，并很有可能引响拟南芥幼株的根长发育期（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的进行分析同时DEPs的亚肿瘤细胞定位手机

(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

为学习拟南芥根茎在16F16进行处理后的调整工作机制，使用GO丰度研究对DEGs和DEPs的技能特性完成几大类。相对转录组测序，GO几大类数据提示，BP行业类别中可观丰度的DEGs注解为“对多种多样的普通机械普通机械不起反应”、“对经济压力的普通机械普通机械不起反应”和“对普通机械的普通机械普通机械不起反应”，DNA遗传数分别是为344个、236个和194个（图2A）。作出微生态学历程中再降DNA遗传的正比很高，体现了16F16进行处理将重要使用减缓与多种多样普通机械普通机械不起反应、胁迫普通机械普通机械不起反应和普通机械普通机械普通机械不起反应有关的的历程来降低了观赏植被对胁迫的普通机械普通机械不起反应。KEGG数据讯号环路研究体现了，DEGs在“苯丙烷微生态学提炼”、“观赏植被-副猪嗜血杆菌体共同反应”、“观赏植被缴素数据讯号转导”、“变性淀粉和乳糖代谢率”和“MAPK数据讯号数据讯号环路-观赏植被”等路径中丰度。除观赏植被缴素数据讯号转导数据讯号环路外，其它的4种数据讯号环路中再降DNA遗传较多（图2B）。

使用蛋白质组学结果数据分析发现了，KEGG中相关系数含有的前10个是“苯丙烷类动物结合”、“光合功效”、“各方面沉水植物次生消化吸收物的动物结合”、“次生消化吸收物的动物结合”或“消化吸收手段”（图2D）。

图2|文化差异性展示方式遗传基因和文化差异性展示方式血清质的环路定性分析、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

因为体现DEGs和DEPs中间的关于性，小说家对转录组和膳食纤维质组开始了整合研究阐述。共检则到16个共计DEGs，1几个DEGs把你想表达方法出来走势同一，6个DEGs把你想表达方法出来走势反过来。紧接着开始了KEGG海洋海洋生物海洋海洋生物富集研究阐述，结果显示得出结论DEGs和DEPs间距海洋海洋生物海洋海洋生物富集了苯丙烷类海洋海洋生物自动合出方法，继续得出结论苯丙烷类海洋海洋生物自动合出方法是决定拟南芥幼株根茎胸部发育的比较重要方法（图3)。

图3|转录组和蛋白质组的联办探讨

(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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