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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

高核淀粉酶二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）一种硫醇-二硫键氧化的物物修复酶，在催化氧化的物底物高核淀粉酶中二塑炼物的氧化的物物和重排中起着至关决定性的用。在常绿植物中，PDI注意参予调结种子bt种子发芽和发育期，促进会胚乳中保管高核淀粉酶的氧化的物物拆卸，有着助于花粉及花粉类食物的产生。那么，PDI在植株繁殖中的用从前如果没有调查过。

2026年2月，大西北高校刘亚楠项目团队在IJMS（IF=5.6）上展现了名为“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的科学理论研究小作文。该科学理论研究进行PDI小分子抑制剂16F16弄掉PDI人类染色体，可以的实验人类染色体缺少对绿植的应响。没想到表示，16F16办理分明可以抑制拟南芥植株的生长发育。关键在于进那步的实验16F16办理的应响，著者在使用转录组测序和TMT一定量球核苷酸组学对办理过的根确定了表达出谱数据分析一下。几组学共同数据分析一下体现了了16F16办理下拟南芥幼株植株缩小的房产调控网，一般在拆迁中遇到苯丙烷海洋生物镶嵌和绿植生长激素信号灯转导路线。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

为了更好地与探讨16F16补救对根部生张发育的决定，对其进行了根部受力的摄入量化学反应实验。可是是因为16F16补救对拟南芥根部生张发育有特殊可抑创用，且随着时间推移16F16溶度的加大，对根部的可抑创用会逐渐增进。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

笔者用对16F16正确清理组和照表组参与转录组测序显示，16F16正确清理后一共994个异同描述人类dna，之中330个人类dna上涨，664个人类dna变动。变动人类dna的需求量欧亚于上涨描述人类dna的需求量。如此，也可以猜测16F16正确清理后PDI几丁质酶的阻止诱发很多涉及球蛋白的翻折遭到危害，若想阻止了涉及人类dna描述的现象（图1A）。为了能让进一点科学研究拟南芥根减小的碳原子体制，适用TMT球营养物质组学数据分析了相较比较组和处置组两者之间球营养物质谱的变幻。共鉴定费出120个DEPs，其中的53个上涨球营养物质和68个上涨球营养物质，察觉3个与拟南芥植株成长发育一些的DEPs均上涨（图1B）。

亚细胞系确定是打算蛋白酶质的功能的关健原则。选用Uniprot拜谱生物对DEPs的亚受损细胞wifi导航定位系统完成分析精准预测。据分析精准预测结论，DEPs首要的座落在膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs首要的wifi定座落在受损细胞膜这一项事情进步骤能够了仍然的得知。以至于，wifi定座落在膜的DEPs对16F16除理有化学反应，并有可能不良影响拟南芥小苗的根长成长发育（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的研究分析已经DEPs的亚内部位置定位

(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

为实验拟南芥根部在16F16办理后的管控新机制，按照GO聚集探讨对DEGs和DEPs的工作的特点实施定义。针对转录组测序，GO定义的结果展现，BP种类中正涉及到聚集的DEGs注音为“对多种多样到的的体现”、“对压为的的体现”和“对电药剂学的的体现”，什么是DNA数分别是为344个、235个和194个（图2A）。以上生物工程技术整个的过程中调低什么是DNA的比重很高，说明16F16办理机会注意按照限制与多种多样到的体现、胁迫的体现和电药剂学的体现涉及到的整个的过程来降低绿植的对胁迫的的体现。KEGG环路探讨说明，DEGs在“苯丙烷生物工程技术组成”、“绿植的-副猪嗜血杆菌体相互间用”、“绿植的刺激素类讯号转导”、“玉米淀粉和乳糖分泌”和“MAPK讯号环路-绿植的”等经过中聚集。除绿植的刺激素类讯号转导环路外，同一4种环路中调低什么是DNA较多（图2B）。

实现蛋白质组学结果研究看到，KEGG中相关系数菌物富集的前10个是“苯丙烷类菌物合并”、“光合用”、“多种藤本植物次生消化吸收物的菌物合并”、“次生消化吸收物的菌物合并”与“消化吸收经由”（图2D）。

图2|异同表示遗传基因和异同表示蛋白酶质的环路了解、

(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范围内的涉及性，作著对转录组和球氨基酸组去了综合剖析。共测量到16个共计DEGs，1几个DEGs描述发展一模一样，4个DEGs描述发展相左。最后去了KEGG丰度剖析，然而发现DEGs和DEPs的高度丰度了苯丙烷类生物技术技术组成路线，已经发现苯丙烷类生物技术技术组成路线是直接影响拟南芥植株植株胸部发育的重点路线（图3)。

图3|转录组和核蛋白组的联和进行分析

(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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