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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

脂肪酸质二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）是一个种硫醇-二硫键阳极防氧化物还原故宫场景酶，在催化反应底物脂肪酸质中二硫化橡胶物的阳极防氧化物和重排中起着至关核心的用途。在动植物中，PDI主要是直接参与可以调节种籽种子发芽和骨骼发育，加快胚乳中存放脂肪酸的阳极防氧化物收叠，也存在助于蜂花粉的构成。显然，PDI在植株生长期中的用途现在如果没有研究探讨过。

202四年三月份，东南高中刘亚楠组织在IJMS（IF=5.6）上投稿了一篇“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的探讨文献资料。该探讨运用PDI小分子抑制剂16F16避开PDI人类dna，故而科研人类dna不足对仿真树木的损害。报告单表述，16F16加工处里显眼限制拟南芥植株的的生长。为了能够进这一步科研16F16加工处里的损害，作著利用转录组测序和TMT酶联免疫法蛋白酶质组学对加工处里过的根进行了表达方法谱深入研究分析。几组学联手深入研究分析具体分析了16F16加工处里下拟南芥苗芽植株大幅度缩短的房产调控系统，主要的涉及面苯丙烷动物提炼和仿真树木肾上腺素数据转导有效途径。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

考虑到科学探究16F16操作对根茎成长的不良影响，来了根茎拉伸应变的含水量想法检测。但是证实16F16操作对拟南芥根茎成长有差异性促使功用，且随16F16氨水浓度的加剧，对根茎的促使功用渐次资料。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

著者实现对16F16处里组和照表组实施转录组测序察觉到，16F16处里后总共994个距离体现出来遗传人类DNA组，当中330个遗传人类DNA组调涨，664个遗传人类DNA组上涨。上涨遗传人类DNA组的使用量高远于调涨体现出来遗传人类DNA组的使用量。因，也可以得出16F16处里后PDI生物的治理和改善导致导致哪些想关蛋白酶的拆叠由于会影响，导致治理和改善了想关遗传人类DNA组体现出来的上升趋势（图1A）。考虑到更深层次的骤研究探讨拟南芥根变短的分子式原则，便用TMT蛋清质组学研究分析了参考组和加工组两者蛋清质谱的波动。共鉴定会出120个DEPs，在这当中53个上涨蛋清和68个上涨蛋清，表明3个与拟南芥植株健康对应的DEPs均上涨（图1B）。

亚細胞固定是决定性血清质功能性的关健关键环节。实用Uniprot网对DEPs的亚组织肿瘤细胞分析进行预计。选择预计结论，DEPs关键最靠近膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs关键分析于组织肿瘤细胞质这些事实上进两步大力支持了事先的看到。为此，分析于膜的DEPs对16F16操作有作用，并将作用拟南芥苗芽的根长發育（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的分折还有DEPs的亚細胞定位手机

(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

为探讨拟南芥植株在16F16正确处理后的自我调节制度，能够GO含有数据讲解对DEGs和DEPs的功能模块功能实行类目。对於转录组测序，GO类目最终显现，BP类目中差异性含有的DEGs标注为“对条件激发的想法”、“对阻力的想法”和“对耐腐蚀的想法”，什么是人类基因组数分为为344个、2315个和194个（图2A）。可以达到微生物工程期间中中下降什么是人类基因组的基数很高，说明16F16正确处理可能大部分能够仰制与条件激发想法、胁迫想法和耐腐蚀想法重要性的期间中来减少作物对胁迫的想法。KEGG无线表现移动信号径路数据讲解说明，DEGs在“苯丙烷微生物工程聚合”、“作物-病原菌体相互之间功效”、“作物的激素类无线表现转导”、“水溶性淀粉和绵白糖排泄”和“MAPK无线表现无线表现移动信号径路-作物”等路径中含有。除作物的激素类无线表现转导无线表现移动信号径路外，任何4种无线表现移动信号径路中下降什么是人类基因组较多（图2B）。

借助蛋白质组学结果阐述遇到，KEGG中相关性丰度的前10个是“苯丙烷类微菌物技术炼制”、“光合影响”、“不同绿植的次生消化吸收物的微菌物技术炼制”、“次生消化吸收物的微菌物技术炼制”并且“消化吸收经过”（图2D）。

图2|对比浅析表示人类基因和对比浅析表示蛋清质的径路浅析、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

以便探求DEGs和DEPs相互之间的相应的性，小说作家对转录组和核蛋白组去了合力探讨。共检查到16个拥有DEGs，16个DEGs描述趋向想同，3个DEGs描述趋向相对。随后不久去了KEGG丰度探讨，后果表述DEGs和DEPs极度丰度了苯丙烷类生物体制品人工有效条件，之后表述苯丙烷类生物体制品人工有效条件是决定拟南芥苗芽根茎健康成长的主要有效条件（图3)。

图3|转录组和球蛋白组的联手概述

(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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