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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

胆固醇质二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）也是种硫醇-二硫键被钝化的完美重现酶，在离子液体底物胆固醇质中二塑炼物的被钝化的和重排中起着至关非常重要的做用。在树木中，PDI核心通过调控种籽萌生和发芽发育，催进胚乳中店铺胆固醇的被钝化的翻折，就有助于油菜蜜的演变成。既使，PDI在植株发芽中的做用前并没有实验过。

2026年7月，西南一本大学刘亚楠专业团体在IJMS（IF=5.6）上撤稿了一篇“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的的研究分析参考文献。该的研究分析巧用PDI小分子抑制剂16F16洗去PDIDNA，若想探讨DNA低下对动树木的危害力。的结果表明，16F16除理显眼缓和拟南芥植株的种植。从而进那步探讨16F16除理的危害力，小说拜谱生物采用转录组测序和TMT一定量蛋白酶质组学对除理过的根确定了抒发谱研究。两组学协力研究表明了16F16除理下拟南芥幼芽植株改变的国家宏观调控线上，大部分密切相关苯丙烷生态学生成和动树木生长激素手机信号转导前提条件。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

为了让蜡烛燃烧实验16F16净化补救对植株滋生的关系，进行了植株伸展的残留量反馈测试。最终结果反映16F16净化补救对拟南芥植株滋生有不错仰加工制功效，且伴随着16F16氧浓度的增高，对植株的仰加工制功效正渐渐增强学习。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

小说家能够对16F16操作组和比较组来进行转录组测序察觉，16F16操作后一共有994个不同表示DNA，在这当中330个DNA上浮，664个DNA变动。变动DNA的用量高远于上浮表示DNA的用量。因，就可以预测出16F16操作后PDI活性酶类的可克制使得那些涉及到蛋白酶的折叠型受作用，最后可克制了涉及到DNA表示的潮流（图1A）。为着进第一步理论研究拟南芥根减小的氧分子逻辑，适用TMT膳食纤维质组学分析一下了比较组和清理组左右膳食纤维质谱的不同。共监定出120个DEPs，这之中53个上浮膳食纤维和64个上涨膳食纤维，得知3个与拟南芥植株大相关的DEPs均上涨（图1B）。

亚血细胞追踪定位是取决蛋白酶质技能的关健元素。施用Uniprot的网站对DEPs的亚肿瘤受损细胞品牌地位参与分折。随着分折可是，DEPs注意座落膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs注意品牌定座落肿瘤受损细胞结构某种事情进的一步的支持了此前的发展。这样，品牌定座落膜的DEPs对16F16补救有生理反应，并可以后果拟南芥小苗的根长健康发育（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的阐述与DEPs的亚人体细胞手机定位

(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

为钻研拟南芥植株在16F16处里后的改善策略，确认GO怪物工程怪物工程丰度分享对DEGs和DEPs的用途表现参与各类。关于转录组测序，GO各类毕竟展现，BP类型中显著性怪物工程怪物工程丰度的DEGs引用为“对伤害性的反馈”、“对各种压力的反馈”和“对电物理的反馈”，表观遗传数各是为344个、236个和194个（图2A）。这些怪物工程进程中下降表观遗传的身材比例很高，认为16F16处里已经主要确认减弱与伤害性反馈、胁迫反馈和电物理反馈相关的进程来调低蕨类树木对胁迫的反馈。KEGG径路分享认为，DEGs在“苯丙烷怪物工程生成”、“蕨类树木-致病性体完美效应”、“蕨类树木抗生素4g电磁波转导”、“木薯淀粉和绵白糖分解”和“MAPK4g电磁波径路-蕨类树木”等路径中怪物工程怪物工程丰度。除蕨类树木抗生素4g电磁波转导径路外，其它4种径路中下降表观遗传较多（图2B）。

经由蛋白质组学结果具体分析知道，KEGG中不错聚集的前10个是“苯丙烷类菌物提炼”、“光合做用”、“各个作物次生基础新陈排泄物的菌物提炼”、“次生基础新陈排泄物的菌物提炼”已经“基础新陈排泄经过”（图2D）。

图2|不同之处把你想表达出来爱什么是基因和不同之处把你想表达出来爱核营养物质的环路分折、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

考虑到探求DEGs和DEPs之中的关于性，写作者对转录组和营养素质组做出了协力定性了解。共在线检测到16个共分DEGs，15个DEGs理解方式大趋势英文同样，5个DEGs理解方式大趋势英文不同。随着做出了KEGG生物制品制品丰度定性了解，效果呈现DEGs和DEPs较高生物制品制品丰度了苯丙烷类生物制品制品获得经过，多次呈现苯丙烷类生物制品制品获得经过是反应拟南芥秧苗根部健康的非常重要经过（图3)。

图3|转录组和核蛋白组的联办深入分析

(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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