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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-二硫键腐蚀完美重现酶，在促使底物蛋清质中二硫化橡胶物的腐蚀和重排中起着至关更重要的反应。在花草中，PDI主耍操作转换迅雷种子萌芽和发育期，带动胚乳中补充蛋清的腐蚀收叠，也是助于花粉的用途的型成。不过，PDI在根茎出现中的反应早先没能探析过。

2026年7月，西南大家刘亚楠创业团队在IJMS（IF=5.6）上提出了发表文章“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的设计论文题目。该设计借助PDI小分子抑制剂16F16除去PDIDNA，而使探索DNA缺损对沉水花草的损害。成果呈现，16F16除理非常明显可以抑制拟南芥植株的发芽。从而进一歩探索16F16除理的损害，原作者实用转录组测序和TMT化学发光法核核苷酸组学对除理过的根展开了描述谱研究。几组学结合研究具体分析了16F16除理下拟南芥苗芽植株拉长的监测网站，主要是在拆迁中遇到苯丙烷生物技术自动合成和沉水花草性激素信息转导前提条件。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

因为探究性学习16F16工作对根茎萌发的损害，做出了根茎发芽的极量反响冲击试验。的结果阐明16F16工作对拟南芥根茎萌发有更为明显能够抑自制用，且现在16F16渗透压的上升，对根茎的能够抑自制用慢慢地增进。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

编辑经由对16F16治理组和比较组通过转录组测序看见，16F16治理后有994个对比分析表述染色体，另外330个染色体上浮，664个染色体调整。调整染色体的个数宏超过上浮表述染色体的个数。但是，可推算16F16治理后PDI抗逆性的调控性促使某类涉及到的球蛋白的申缩受过影响到，导致调控性了涉及到的染色体表述的前景（图1A）。只为进几步讲解拟南芥根缩小的团伙机理，适用TMT蛋清质组学讲解了差表组和加工组相互之间蛋清质谱的转变。共鉴定费出120个DEPs，表中53个上浮蛋清和64个变动蛋清，会发现3个与拟南芥根部发育成熟一些的DEPs均变动（图1B）。

亚组织市场定位是关键缘由蛋白酶质能力的关键缘由缘由。的使用Uniprot网站下载对DEPs的亚细胞系系确定开始预測。会按照预測后果，DEPs重点属于膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs重点确定于细胞系系膜这些法律事实进一大步可以支持了原本的遇到。这样，确定于膜的DEPs对16F16整理有想法，并可能直接影响拟南芥小苗的根长生长发育（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的剖析甚至DEPs的亚上皮细胞定位手机

(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

为探究拟南芥根茎在16F16操作后的调节新机制，经过GO含有深入了解对DEGs和DEPs的技能特征英文使用的细分。针对转录组测序，GO的细分导致界面显示，BP门类中明显含有的DEGs批注为“对的影响的发应”、“对水压的发应”和“对无机物理的发应”，什么是dna遗传数分开为344个、2315个和194个（图2A）。上面的海洋生物制品整个历程中变动什么是dna遗传的身材比例很高，得出结论16F16操作概率常见经过遏制与的影响发应、胁迫发应和无机物理发应涉及到的的整个历程来减低藤本草木对胁迫的发应。KEGG径路深入了解得出结论，DEGs在“苯丙烷海洋生物制品转化成”、“藤本草木-病源体相互之间能力”、“藤本草木性激素类信息灯转导”、“定粉和白砂糖产生”和“MAPK信息灯径路-藤本草木”等经过中含有。除藤本草木性激素类信息灯转导径路外，任何4种径路中变动什么是dna遗传较多（图2B）。

可以通过蛋白质组学结果剖析挖掘，KEGG中差异性含有的前10个是“苯丙烷类怪物体生成”、“光合功能”、“各种各样常绿植物次生分解排泄物的怪物体生成”、“次生分解排泄物的怪物体生成”相应“分解排泄条件”（图2D）。

图2|对比表示出来基因遗传和对比表示出来球高蛋白的信号通路浅析、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

考虑到阐释DEGs和DEPs直接的有关的性，小说作者对转录组和核脂肪酸组开始了联动分享。共检侧到16个共出DEGs，11个大概DEGs表达出来爱走势差不多，1个大概DEGs表达出来爱走势相同。之后开始了KEGG含有分享，后果反映出DEGs和DEPs较高含有了苯丙烷类生物技术工程分解有效路线，继续反映出苯丙烷类生物技术工程分解有效路线是危害拟南芥苗芽植株生长发育的关键有效路线（图3)。

图3|转录组和血清组的联手探讨

(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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