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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

血清质含量质二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）就是种硫醇-二硫键钝化恢复酶，在催化反应底物血清质含量质中二塑炼物的钝化和重排中起着至关重点的功用。在绿植的中，PDI主耍进入转换原材料生长期和健康发育，增强胚乳中存贮血清质含量的钝化申缩，也是助于油菜蜜的导致。或许，PDI在植株生长期中的功用现在找不到深入分析过。

2025年10月，东南院校刘亚楠销售团队在IJMS（IF=5.6）上提出了题写“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的分析文。该分析凭借PDI小分子抑制剂16F16避开PDI遗传染色体，若想探讨遗传染色体不足对草本草木的反应。结论表达方式，16F16工作明显的减弱拟南芥根茎的发展。要进一歩探讨16F16工作的反应，写作者选择转录组测序和TMT降钙素原检测蛋清质组学对工作过的根做好了表达方式谱讲解。多个学整合讲解具体分析了16F16工作下拟南芥苗芽根茎节约的房产调控线上，一般牵涉到苯丙烷生物体镶嵌和草本草木刺激素电磁波转导路径。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

以便探究性学习16F16治理对根部成长的影响力，实施了根部生长期的用量反馈实验室检测。最后阐明16F16治理对拟南芥根部成长有显著性能够抑拍摄用，且时间推移16F16含量的添加，对根部的能够抑拍摄用随着提高。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

创作者实现对16F16解决组和相较比较组来进行转录组测序显示，16F16解决后共设994个不同之处表答遗传什么是DNA，中间330个遗传什么是DNA调整，664个遗传什么是DNA变动。变动遗传什么是DNA的用量宏低于调整表答遗传什么是DNA的用量。对此，可能得出16F16解决后PDI催化活性的调节引发某种关于蛋白酶的拆卸接受干扰，得以调节了关于遗传什么是DNA表答的市场需求（图1A）。想要进那步的研究拟南芥根还缩短的原子核共识机制，用到TMT血清质组学解析了照表组和工作组两者血清质谱的发展。共鉴定费出120个DEPs，在当中53个调整血清和64个上涨血清，发展3个与拟南芥根茎成长涉及到的DEPs均上涨（图1B）。

亚上皮细胞定位系统是影响球脂肪酸的功能的重要的因素。利用Uniprot网络对DEPs的亚血肿瘤细胞确定手机实行推测。基于推测毕竟，DEPs主耍座落在膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs主耍确定手机于血肿瘤细胞核该客观事实进一部支持系统了仍然的发掘。这样，确定手机于膜的DEPs对16F16加工处理有损害，并也许损害拟南芥苗芽的根长生长（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的研究或是DEPs的亚肿瘤细胞位置

(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

为深入定量浅析拟南芥根部在16F16工作后的改善措施，经由GO聚集定量浅析对DEGs和DEPs的模块特证实行区分。关于转录组测序，GO区分报告单展示，BP专业类别中不错聚集的DEGs批注为“对伤害性能力的反應”、“对压力值的反應”和“对菌物的反應”，人类人类染色体数各是为344个、234个和194个（图2A）。所诉菌物方式中调整人类人类染色体的基数很高，得出结论16F16工作有可能主要是经由能够抑制与伤害性能力反應、胁迫反應和菌物反應有关的的方式来调低蕨类绿植对胁迫的反應。KEGG走势通道定量浅析得出结论，DEGs在“苯丙烷菌物结合”、“蕨类绿植-副猪嗜血杆菌体之间能力”、“蕨类绿植的荷尔蒙走势转导”、“水溶性淀粉和乳糖分解代谢”和“MAPK走势走势通道-蕨类绿植”等途经中聚集。除蕨类绿植的荷尔蒙走势转导走势通道外，相关4种走势通道中调整人类人类染色体较多（图2B）。

根据蛋白质组学结果进行分析得知，KEGG中取得聚集的前10个是“苯丙烷类菌物获得”、“光合效用”、“多种多样草本植物次生分解物的菌物获得”、“次生分解物的菌物获得”已经“分解手段”（图2D）。

图2|一定的差距表答dna和一定的差距表答球核苷酸的环路具体分析、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

要为呈现DEGs和DEPs两者的有关的性，我们对转录组和蛋白酶质组开始了携手阐述。共验测到16个共得DEGs，15-7个DEGs表现的未来趋势是一样的，8个DEGs表现的未来趋势反向。然后开始了KEGG含有阐述，结论反映DEGs和DEPs特别含有了苯丙烷类生态学体自动转化成经过，下次反映苯丙烷类生态学体自动转化成经过是影响到拟南芥植株根茎成长的至关重要经过（图3)。

图3|转录组和球蛋白组的联办分折

(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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