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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

淀粉酶酶质二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）不是种硫醇-二硫键钝化恢复原酶，在崔化底物淀粉酶酶质中二混炼物的钝化和重排中起着至关重点的效果。在花草中，PDI大部分参与性调种籽想到了和健康发育，提高网站胚乳中储放淀粉酶酶的钝化折叠伞，同样助于蜂花粉的养成。只不过，PDI在植株生张中的效果以上不会有探析过。

2025年9月，西北部读书刘亚楠团队合作在IJMS（IF=5.6）上提出了发表文章“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的分析文章。该分析采用PDI小分子抑制剂16F16避开PDIDNA遗传，若想钻研DNA遗传缺位对草木的不良关系。没想到证实，16F16操作分明缓和拟南芥植株的生长的。为着进的一步钻研16F16操作的不良关系，小编运行转录组测序和TMT化学发光法血清质组学对操作过的根实现了表答谱数据研究分析。几组学整合数据研究分析折射出了16F16操作下拟南芥植株植株降低的政策调控网络信息，主要的涵盖苯丙烷菌物聚合和草木缴素的信号转导路经。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

因为探究式16F16治疗对根茎生张的导致，实施了根茎长度的摄入量的反应现场实验。可是体现了16F16治疗对拟南芥根茎生张有取得促使性的功用，且随之16F16浓度值的多，对根茎的促使性的功用频频明显增强。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

编辑能够对16F16工作组和对比组去转录组测序挖掘，16F16工作后共出994个对比分析展现遗传遗传遗传dna遗传，在其中330个遗传遗传遗传dna遗传调涨，664个遗传遗传遗传dna遗传再降。再降遗传遗传遗传dna遗传的量宏高于调涨展现遗传遗传遗传dna遗传的量。由于，可能预测16F16工作后PDI生物的仰制性引致一些重要性内容核蛋白的拆叠遭到影向，关键在于仰制性了重要性内容遗传遗传遗传dna遗传展现的趋势英文（图1A）。成了进十步实验拟南芥根减短的氧分子管理机制，实用TMT球营养物质组学数据分析了较组和加工组中间球营养物质谱的转化。共鉴定会出120个DEPs，另外53个上浮球核淀粉酶酶和6七个下降球核淀粉酶酶，发现3个与拟南芥植株发展关联的DEPs均下降（图1B）。

亚细胞膜准确定位是直接决定淀粉酶质功能模块的关键点影响因素。的使用Uniprot平台对DEPs的亚体组织精准标记使用分折。只能根据分折结果显示，DEPs通常是在膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs通常精准定是在体组织膜某种犯罪行为进三步认可了原先的表明。那么，精准定是在膜的DEPs对16F16清理有反响，并或许影向拟南芥小苗的根长发育期（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的研究或是DEPs的亚生殖细胞市场定位

(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

为调查拟南芥植株在16F16外理后的改善工作机制，利用GO丰度讲解对DEGs和DEPs的基本功能特征描述进行几大类。对于那些转录组测序，GO几大类结果展示展示，BP行业类别中有效丰度的DEGs引用为“对刺激效用性的发应”、“对重压的发应”和“对无机化学物质的发应”，什么是dna数差别为344个、23一和194个（图2A）。这些生态学学历程中下跌什么是dna的占比很高，表述16F16外理也许其主要利用可抑制与刺激效用性发应、胁迫发应和无机化学物质发应相关内容的历程来减小绿色花草对胁迫的发应。KEGG移动信息数字信号通道讲解表述，DEGs在“苯丙烷生态学学合出”、“绿色花草-致病菌体相互之间效用”、“绿色花草生长激素药移动信息转导”、“变性淀粉和绵白糖代谢率”和“MAPK移动信息移动信息数字信号通道-绿色花草”等路经中丰度。除绿色花草生长激素药移动信息转导移动信息数字信号通道外，一些4种移动信息数字信号通道中下跌什么是dna较多（图2B）。

经由蛋白质组学结果剖析挖掘，KEGG中同质性生态学富集的前10个是“苯丙烷类生态学分解”、“光合功能”、“所有苔藓植物次生分解消化吸收物的生态学分解”、“次生分解消化吸收物的生态学分解”以其“分解消化吸收方式”（图2D）。

图2|之间的关系描述基因遗传和之间的关系描述核膳食纤维的环路深入分析、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

要揭露DEGs和DEPs两者之间的一些性，我们对转录组和蛋清质组实现了整合阐述。共判断到16个拥有DEGs，18个DEGs表达爱出的趋向不同，6个DEGs表达爱出的趋向反。接着随后实现了KEGG生态学含有阐述，结果显示发现DEGs和DEPs较高生态学含有了苯丙烷类生态学制作而成有效前提条件，再度发现苯丙烷类生态学制作而成有效前提条件是反应拟南芥植株根茎骨骼发育的很重要有效前提条件（图3)。

图3|转录组和蛋清组的结合浅析

(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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