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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

血清酶质二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）不是种硫醇-二硫键空气氧化物反应完美重现酶，在催化反应底物血清酶质中二混炼物的空气氧化物反应和重排中起着非常重要的的用。在草木中，PDI常见陆续参与调高迅雷种子出芽和发育成熟，推动胚乳中会自动储存血清酶的空气氧化物反应折叠型，也会助于花粉的做用的确立。可是，PDI在根茎滋生中的用已前不会调查过。

2026年9月，东北师范大学刘亚楠队伍在IJMS（IF=5.6）上刊登了题写“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的研发小论文。该研发运用PDI小分子抑制剂16F16彻底清除PDIdna，以此调查dna异常对常绿苔藓植物的的作用。效果得出结论，16F16加工办理严重抑止拟南芥根茎的成长。为了更好地切实骤调查16F16加工办理的的作用，作家用转录组测序和TMT降钙素原检测蛋清质组学对加工办理过的根展开了抒发谱深入研究分析。几组学联办深入研究分析阐述了16F16加工办理下拟南芥幼芽根茎变短的国家宏观调控无线网络，主耍包括苯丙烷菌物结合和常绿苔藓植物激素类卫星信号转导经由。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

成了探究式16F16外理对根部衍生的直接影响，确定了根部长度的极量的反应做实验的时候。效果得出结论16F16外理对拟南芥根部衍生有显著性阻止意义，且随16F16溶度的上升，对根部的阻止意义开始增強。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

作家根据对16F16净化正确正确处理组和对应组实行转录组测序出现，16F16净化正确正确处理后有994个相互印象表明什么是什么是表观遗传遗传，里面330个什么是什么是表观遗传遗传调整，664个什么是什么是表观遗传遗传再降。再降什么是什么是表观遗传遗传的占比博少于调整表明什么是什么是表观遗传遗传的占比。但是，也可以推断16F16净化正确正确处理后PDI催化活性的减缓引发或者相应核蛋白的申缩受印象，可以减缓了相应什么是什么是表观遗传遗传表明的发展（图1A）。为了让进一部学习拟南芥根节约的分子结构新机制，施用TMT血清质组学研究分析了相较比较组和正确处理组间血清质谱的波动。共签定出120个DEPs，至少53个调整血清和65个降低血清，看到3个与拟南芥植株健康成长有关的DEPs均降低（图1B）。

亚体细胞确定是决心核高蛋白功能键的要素要素。的使用Uniprot系统对DEPs的亚上皮肿瘤细胞确定完成予测。依据予测效果，DEPs重要为于膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs重要确定于上皮肿瘤细胞质该现实进两步可以支持了原先的得知。为此，确定于膜的DEPs对16F16治理有直接影响，并能够直接影响拟南芥苗芽的根长发育成熟（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的分享各类DEPs的亚神经细胞定位手机

(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

为研究研究分析一下拟南芥植株在16F16补救后的控制措施，凭借GO聚集研究分析一下对DEGs和DEPs的功效特性来细分。相对转录组测序，GO细分报告信息显示，BP分类中强势聚集的DEGs注音为“对促使的发生功用”、“对的压力的发生功用”和“对电学的发生功用”，dna数依次为344个、235个和194个（图2A）。上面海洋怪物进程中上涨dna的分配比例很高，证明16F16补救已经常见凭借促使与促使发生功用、胁迫发生功用和电学发生功用有关于的进程来较低蕨类常绿树种对胁迫的发生功用。KEGG径路研究分析一下证明，DEGs在“苯丙烷海洋怪物合成图片”、“蕨类常绿树种-病原菌体能够功用”、“蕨类常绿树种雄刺激素4g电磁波灯转导”、“海藻酸钠和白砂糖代谢率”和“MAPK4g电磁波灯径路-蕨类常绿树种”等途经中聚集。除蕨类常绿树种雄刺激素4g电磁波灯转导径路外，另一个4种径路中上涨dna较多（图2B）。

能够蛋白质组学结果介绍发觉，KEGG中更为明显含有的前10个是“苯丙烷类怪物转化成”、“光合功效”、“各个草木次生基础消化吸收物的怪物转化成”、“次生基础消化吸收物的怪物转化成”及其“基础消化吸收方式”（图2D）。

图2|文化性别差异理解人类基因和文化性别差异理解核营养素的径路剖析、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

考虑到反映DEGs和DEPs之前的相关的性，著者对转录组和营养素质组开始了联和分折。共探测到16个共分DEGs，1五类DEGs展示出的市场趋势同一，2个DEGs展示出的市场趋势颠倒。随即开始了KEGG聚集分折，成果证明DEGs和DEPs角度聚集了苯丙烷类生态学体镶嵌图片经由，再者证明苯丙烷类生态学体镶嵌图片经由是作用拟南芥幼芽植株成长发育的主要经由（图3)。

图3|转录组和核蛋白组的联和了解

(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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