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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

淀粉酶质二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）就是种硫醇-二硫键空气阳极氧化物恢复备份酶，在崔化底物淀粉酶质中二加硫物的空气阳极氧化物和重排中起着至关关键的使用。在树种中，PDI最主要的积极参与调低種子产生和胸部发育，可以淡化胚乳中存储淀粉酶的空气阳极氧化物拆卸，也是助于油菜蜜的建立。只不过，PDI在植株生长发育中的使用以往无研发过。

202几年11月，西南大家刘亚楠管理团队在IJMS（IF=5.6）上先生发表了题写“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的探究论文范文。该探究利于PDI小分子抑制剂16F16快速清理PDI遗传什么是基因，然而探索遗传什么是基因缺位对绿植的的影晌。的结果证实，16F16治理很大限制拟南芥植株的种子发芽。成了进那步探索16F16治理的影晌，作著施用转录组测序和TMT参考值蛋白质组学对治理过的根开展了呈现谱剖析。多个学联和剖析揭露了16F16治理下拟南芥苗芽植株不但缩减的监测线上，其主要牵扯苯丙烷生物学获得和绿植的抗生素数字信号转导手段。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

关键在于探究式16F16治疗对根茎种植的直接影响，实施了根茎张拉的残留量的反应试验装置。报告得出结论16F16治疗对拟南芥根茎种植有相关系数克开发用，且随着时间推移16F16密度的提高，对根茎的克开发用正在逐步提升。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

小说拜谱生物利用对16F16补救组和对比组开展转录组测序表明，16F16补救后一共994个的差异理解遗传遗传人类表观遗传，这之中330个遗传遗传人类表观遗传调涨，664个遗传遗传人类表观遗传降低。降低遗传遗传人类表观遗传的数高远于调涨理解遗传遗传人类表观遗传的数。但是，需要估测16F16补救后PDI亲水性的压制引致某一些有关球蛋白的收折给予关系，为了压制了有关遗传遗传人类表观遗传理解的走势（图1A）。以便进一歩钻研拟南芥根节约的分子式长效机制，食用TMT球脂肪酸组学定量分析了比对组和清理组当中球脂肪酸谱的发生变化。共监定出120个DEPs，这之中53个调涨球核蛋清和6七个上涨球核蛋清，看到3个与拟南芥根部健康成长有关的DEPs均上涨（图1B）。

亚上皮细胞固定是决定的营养物质质系统的根本影响。选用Uniprot小程序对DEPs的亚内部位置通过予测。跟据予测最终，DEPs主耍座落在膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs主耍位置于内部膜一项真实进一点支撑了原本的知道。从而，位置于膜的DEPs对16F16外理有化学反应，并有可能的影响拟南芥幼芽的根长发育期（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的探讨或者DEPs的亚生殖细胞定位功能

(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

为论述拟南芥植株在16F16补救后的房产调控长效机制，可以进行GO含有解析对DEGs和DEPs的性能表现形式参与细分。对于那些转录组测序，GO细分结论展现，BP类目中可观含有的DEGs参考文献标注为“对刺击的想法”、“对的压力的想法”和“对电学的想法”，什么是基因组遗传数分开为344个、237个和194个（图2A）。作出菌物期间中大幅度降低什么是基因组遗传的比率很高，证明16F16补救几率最主要可以进行抑制性与刺击想法、胁迫想法和电学想法想关的期间来大幅度降低草本草本藤本树种对胁迫的想法。KEGG通道解析证明，DEGs在“苯丙烷菌物合成图片”、“草本草本藤本树种-副猪嗜血杆菌体彼此帮助”、“草本草本藤本树种性激素药讯号转导”、“含淀粉和白砂糖细胞代谢”和“MAPK讯号通道-草本草本藤本树种”等经过中含有。除草本草本藤本树种性激素药讯号转导通道外，其它的4种通道中大幅度降低什么是基因组遗传较多（图2B）。

确认蛋白质组学结果分析一下会发现，KEGG中明显生物工程体技术富集的前10个是“苯丙烷类生物工程体技术合出”、“光合的作用”、“多种多样树种次生新陈分解转化物的生物工程体技术合出”、“次生新陈分解转化物的生物工程体技术合出”包括“新陈分解转化条件”（图2D）。

图2|文化对比呈现dna和文化对比呈现球胆固醇的径路剖析、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

是为了折射出DEGs和DEPs相互之间的相应的性，诗人对转录组和蛋白质组来了共同数据讲解。共检则到16个通用DEGs，12个DEGs表达爱出来的发展重复，7个DEGs表达爱出来的发展相同。接着随后来了KEGG丰度数据讲解，的结果显示DEGs和DEPs非常丰度了苯丙烷类动物学获得路线，已经显示苯丙烷类动物学获得路线是作用拟南芥秧苗植株健康发育的根本路线（图3)。

图3|转录组和球蛋白组的连合浅析

(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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