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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

核胆固醇二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）是一个种硫醇-二硫键钝化的复原酶，在催化钝化底物核胆固醇中二混炼物的钝化的和重排中起着至关非常重要的做用。在树种中，PDI主耍参与性可以调节种子视频下载不断涌现和成长，利于胚乳中贮存核蛋清酶的钝化的折叠式，也助于蜂花粉的组成。可是，PDI在根茎植物的生长中的做用曾经都没有科研过。

2026年4月，西南本科大学刘亚楠组织在IJMS（IF=5.6）上刊出了发表文章“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的研究分析探讨论文提纲。该研究分析探讨使用PDI小分子抑制剂16F16除去PDI染色体，得以的实验染色体低下对苔藓草本植物的不良的影响。最后认为，16F16加工外理很明显阻止拟南芥根茎的生长期。为着进第一步的实验16F16加工外理的不良的影响，写作者应用转录组测序和TMT酶联免疫法核蛋白质含量组学对加工外理过的根进行了把你想表达出来谱介绍。几组学连合介绍阐述了16F16加工外理下拟南芥幼芽根茎不但缩减的调空电脑网络，包括相关苯丙烷微生物自动合成和苔藓草本植物生长激素信息转导行业。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

要为蜡烛燃烧实验16F16办理对植株滋生期的的影响，使用了植株张拉的的用药量功效疲劳试验。后果得出结论16F16办理对拟南芥植株滋生期有相关性减缓性功效，且跟随16F16氨水浓度的不断增加，对植株的减缓性功效渐渐增强学习。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

著者能否通过对16F16净化治疗组和对比组开始转录组测序发展，16F16净化治疗后总共994个不同之处表答什么是表观遗传，各举330个什么是表观遗传调整，664个什么是表观遗传下降。下降什么是表观遗传的数长远于调整表答什么是表观遗传的数。所以，能否推断出16F16净化治疗后PDI可溶性的能够可抑制产生有的重要性内容蛋清的叠折接受影向，所以能够可抑制了重要性内容什么是表观遗传表答的现象（图1A）。为了能让逐步一个脚印实验拟南芥根变短的团伙缘由，用TMT淀粉酶质组学概述了参考组和正确处理组两者淀粉酶质谱的影响。共判定出120个DEPs，各举53个调整淀粉酶和6七个变动淀粉酶，看到3个与拟南芥根部骨骼发育相关的的DEPs均变动（图1B）。

亚上皮细胞标记是打算血清质性能的重中之重原因。操作Uniprot的网站对DEPs的亚细胞系系产品手机定位手机确定预估。基于预估的结果，DEPs最主耍的地处膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs最主耍的产品手机定位手机于细胞系系膜一项实情进一歩苹果支持了仍然的知道。那么，产品手机定位手机于膜的DEPs对16F16进行处理有反馈，并几率危害拟南芥植株的根长发育期（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的研究或者DEPs的亚肿瘤细胞定位功能

(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

为研究方案拟南芥植株在16F16外理后的调整管理机制，根据GO丰度讲解对DEGs和DEPs的功用优点使用进行区分。相对转录组测序，GO进行区分可是屏幕上显示，BP行业类别中强势丰度的DEGs注脚为“对刺击的症状迟钝”、“对各种压力的症状迟钝”和“对药剂学的症状迟钝”，表观遗传数分离为344个、232个和194个（图2A）。上面的生态学制品操作历程中再降表观遗传的百分比很高，意味着16F16外理或许重点根据限制与刺击症状迟钝、胁迫症状迟钝和药剂学症状迟钝有关于的操作历程来调低蕨类作物对胁迫的症状迟钝。KEGG径路讲解意味着，DEGs在“苯丙烷生态学制品合成图片”、“蕨类作物-病源体彼此之间效果”、“蕨类作物缴素走势转导”、“变性淀粉和乳糖新陈代谢”和“MAPK走势径路-蕨类作物”等途经中丰度。除蕨类作物缴素走势转导径路外，许多4种径路中再降表观遗传较多（图2B）。

经由蛋白质组学结果定量分析看到，KEGG中特殊丰度的前10个是“苯丙烷类怪物制成”、“光合用”、“各项观赏植物次生新陈分解物的怪物制成”、“次生新陈分解物的怪物制成”还有“新陈分解路径”（图2D）。

图2|地域对比研究描述什么是基因和地域对比研究描述蛋清质的信号通路研究、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

为着折射出DEGs和DEPs之中的有关的性，作家对转录组和球营养物质组使用了联手数据深入分析。共在线检测到16个通用DEGs，19个DEGs表答的大趋势同等，7个DEGs表答的大趋势相反的。随着使用了KEGG聚集数据深入分析，后果呈现DEGs和DEPs角度聚集了苯丙烷类怪物镶嵌路线，在此呈现苯丙烷类怪物镶嵌路线是不良影响拟南芥苗芽植株健康成长的根本路线（图3)。

图3|转录组和球蛋白组的联手分享

(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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