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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

蛋清质二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）一种硫醇-二硫键阳极钝化还原故宫场景酶，在催化钝化底物蛋清质中二混炼物的阳极钝化和重排中起着至关比较重要的做用。在沉水植物中，PDI关键体验调控图片种子产生和生长发育发育，可以淡化胚乳中储藏蛋清的阳极钝化收折，有助于油菜蜜的形成了。同时，PDI在根茎生长发育中的做用早先未深入分析过。

2025年12月，华北院校刘亚楠管理团队在IJMS（IF=5.6）上发布了名为“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的理论研究探讨毕业论文。该理论研究探讨采取PDI小分子抑制剂16F16除去PDI染色体，而论述染色体损坏对沉水藤本植物的引响。毕竟是因为，16F16处置分明减弱拟南芥植株的萌发。要进第一步论述16F16处置的引响，做者安全使用转录组测序和TMT一定量核核苷酸组学对处置过的根做好了表答谱阐述。两组学联和阐述反映了16F16处置下拟南芥小苗植株拉长的干预网，重要包含苯丙烷怪物提炼和沉水藤本植物皮质激素卫星信号转导路经。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

是为了研究16F16操作对根部生张的印象，通过了根部长度的含量反应迟钝试验台。结论取决于16F16操作对拟南芥根部生张有同质性限打造用，且近年来16F16有机废气浓度的增高，对根部的限打造用正在逐步强化。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

笔者依据对16F16整理组和比对组来转录组测序看到，16F16整理后共设994个差别的展示什么是DNA遗传，在这当中330个什么是DNA遗传调整，664个什么是DNA遗传再降。再降什么是DNA遗传的总量统计宏达到调整展示什么是DNA遗传的总量统计。因而，都可以得出16F16整理后PDI亲水性的限制导至些有关的核蛋白的申缩被损害，而限制了有关的什么是DNA遗传展示的浪潮（图1A）。考虑到深入一个脚印介绍拟南芥根不但缩减的团伙管理机制，动用TMT脂肪酸质组学介绍了对比组和治理组之前脂肪酸质谱的變化。共鉴别出120个DEPs，里面53个上涨脂肪酸和6几个调整脂肪酸，察觉3个与拟南芥根茎发育成熟有关于的DEPs均调整（图1B）。

亚人体细胞位置定位是打算球核苷酸技能的的关键基本要素。选用Uniprot公众号对DEPs的亚人体肿瘤细胞固定来預测。据預测可是，DEPs一般处在膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs一般固定于人体肿瘤细胞质某种实际情况进几步支撑了此前的发现了。故此，固定于膜的DEPs对16F16处里有不起作用，并可能会危害拟南芥植株的根长成长发育（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的浅析甚至DEPs的亚細胞wifi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

为研究方案拟南芥根茎在16F16操作后的改善机理，可以进行GO丰度解析对DEGs和DEPs的技能的特点实施定义。来说转录组测序，GO定义但是体现，BP分类中显著性丰度的DEGs参考文献标注为“对促使的现象”、“对气压的现象”和“对生态学学的现象”，染色体数各用为344个、239个和194个（图2A）。所诉生态学历程中上涨染色体的标准很高，表示16F16操作将会主要可以进行控制与促使现象、胁迫现象和生态学学现象关于的历程来降低了草木对胁迫的现象。KEGG通道解析表示，DEGs在“苯丙烷生态学提炼”、“草木-病原菌体能够功用”、“草木荷尔蒙走势转导”、“面粉和乳糖分泌”和“MAPK走势通道-草木”等路径中丰度。除草木荷尔蒙走势转导通道外，某个4种通道中上涨染色体较多（图2B）。

用蛋白质组学结果定量分析出现，KEGG中差异性动物制品富集的前10个是“苯丙烷类动物制品自动获得”、“光合的功效”、“几种植被次生细胞产生转化物的动物制品自动获得”、“次生细胞产生转化物的动物制品自动获得”或是“细胞产生转化条件”（图2D）。

图2|的地域差异传达dna和的地域差异传达核苷酸质的环路概述、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

要想阐释DEGs和DEPs内的有关性，写作者对转录组和淀粉酶质组开展了共同解析一下。共测试到16个共得DEGs，18个DEGs表现浪潮相同之处，一DEGs表现浪潮恰恰相反。自后开展了KEGG含有解析一下，毕竟取决于DEGs和DEPs相对高度含有了苯丙烷类生物学体生成路线，最后取决于苯丙烷类生物学体生成路线是印象拟南芥幼芽植株胸部发育的更重要路线（图3)。

图3|转录组和蛋白质组的联合技术定性分析

(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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