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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）都是种硫醇-二硫键钝化物备份酶，在离子液体底物血清质中二加硫物的钝化物和重排中起着至关必要的帮助。在绿植中，PDI一般参与到的调节草种子产生和發育，提高胚乳中储藏血清的钝化物折叠伞，都是助于花粉量的养成。显然，PDI在根茎生长发育中的帮助半年前沒有研究探讨过。

2025年9月，西南二本大学刘亚楠队伍在IJMS（IF=5.6）上投稿了发表文章“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的研发小作文。该研发充分利用PDI小分子抑制剂16F16洗去PDIdna，然后深入分享dna丢失对树种的印象。然而反映出，16F16加工比较突出减弱拟南芥根部的生张。为了能够进几步深入分享16F16加工的印象，小说拜谱生物的使用转录组测序和TMT参考值核蛋白质含量组学对加工过的根来进行了展示谱分享。两组学整合分享阐明了16F16加工下拟南芥小苗根部改变的监测网格，具体包括苯丙烷生态学生成和树种生长激素的信号转导前提条件。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

方便来探寻16F16补救对根部种植的干扰，参与了根部长度的的用药量反映检验。最终阐明16F16补救对拟南芥根部种植有更为明显抑做成用效用，且近年来16F16浓硫酸浓度的新增，对根部的抑做成用效用慢慢激发。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

小说作者在对16F16除理组和剖析组开展转录组测序知道，16F16除理后共设994个对比把你想形容出来表观遗传，进来330个表观遗传上浮，664个表观遗传下跌。下跌表观遗传的的数量统计宏以上上浮把你想形容出来表观遗传的的数量统计。这样，还可以推算16F16除理后PDI生物的抑止为了导致一些对应球蛋白的翻折遭到应响，为了抑止了对应表观遗传把你想形容出来的大趋势（图1A）。为了让进一部调查拟南芥根节约的原子新机制，在使用TMT淀粉酶质组学介绍了對照组和外理组中淀粉酶质谱的转变。共鉴别出120个DEPs，在其中53个调整淀粉酶和6几个上涨淀粉酶，发现3个与拟南芥根茎胸部发育一些的DEPs均上涨（图1B）。

亚肿瘤细胞产品定位是影响蛋白酶质功能键的重点影响。选择Uniprot网络对DEPs的亚体神经元产品手机定位功能开始分折。表明分折报告，DEPs关键在膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs关键产品手机定位功能于体神经元膜某一犯罪行为进这一步支持系统了事先的发现了。如此，产品手机定位功能于膜的DEPs对16F16进行处理有反响，并很有可能决定拟南芥幼株的根长骨骼发育（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的分析一下或DEPs的亚细胞膜市场定位

(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

为深入阐述拟南芥植株在16F16整理后的调整逻辑，经由GO生物学技术丰度阐述对DEGs和DEPs的功能表表现来进行细分整理。针对转录组测序，GO细分整理报告界面显示，BP专业类别中不错生物学技术丰度的DEGs注解为“对激刺的表现”、“对负担的表现”和“对药剂学的表现”，染色体组数都为344个、238个和194个（图2A）。上面生物学技术的时候中再降染色体组的身材比例很高，阐明16F16整理有机会关键经由可以抑制与激刺表现、胁迫表现和药剂学表现相关的的的时候来降底沉水花草对胁迫的表现。KEGG环路阐述阐明，DEGs在“苯丙烷生物学技术合成视频”、“沉水花草-病源体上下级的功效”、“沉水花草生长激素药电磁波转导”、“小麦淀粉和白砂糖代谢转化”和“MAPK电磁波环路-沉水花草”等手段中生物学技术丰度。除沉水花草生长激素药电磁波转导环路外，任何4种环路中再降染色体组较多（图2B）。

顺利通过蛋白质组学结果分折出现，KEGG中显著性含有的前10个是“苯丙烷类动物分解”、“光合帮助”、“一些树种次生排泄率物的动物分解”、“次生排泄率物的动物分解”包括“排泄率渠道”（图2D）。

图2|的差异化表述表观遗传和的差异化表述蛋清质的环路探讨、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

为了能让阐述DEGs和DEPs期间的各种相关系数，原作者对转录组和核核苷酸组参与了联席概述。共查测到16个共计DEGs，1五类DEGs形容动向一样，5个DEGs形容动向相反的成语。接着参与了KEGG丰度概述，报告单体现了DEGs和DEPs超高丰度了苯丙烷类怪物制品镶嵌行业，多次体现了苯丙烷类怪物制品镶嵌行业是影晌拟南芥小苗根部健康的决定性行业（图3)。

图3|转录组和血清组的联手探讨

(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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