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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

营养物质质二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）有的是种硫醇-二硫键腐蚀替换酶，在离子液体底物营养物质质中二混炼物的腐蚀和重排中起着至关非常重要的意义。在藤本植物中，PDI一般参与性上下调整种子地址种子发芽和健康成长，提高网站胚乳中吸收营养物质的腐蚀收放，都有助于花粉的意义的组成。可是，PDI在根部生长期中的意义已前沒有探析过。

202四年三月，西南大家刘亚楠技术团队在IJMS（IF=5.6）上刊出了发表文章“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的科学设计小论文。该科学设计运用PDI小分子抑制剂16F16的还原PDIdna，于是研究方案方案dna受损对观赏动植物的不良作用。然而证实，16F16除理很大抑止拟南芥植株的生张。方便进这一步研究方案方案16F16除理的不良作用，诗人适用转录组测序和TMT参考值球脂肪酸组学对除理过的根展开了表明谱研究分析一下。几组学结合研究分析一下蕴含了16F16除理下拟南芥苗芽植株降低的监测wifi网络，最主要的牵涉到苯丙烷生物体制成和观赏动植物刺激素移动信号转导途经。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

考虑到蜡烛燃烧实验16F16解决对根茎种植的的影响，对其进行了根茎受力的用量不良反应可靠性试验。最终结果揭示16F16解决对拟南芥根茎种植有为显著遏制造用，且伴随着16F16溶液浓度的加入，对根茎的遏制造用开始强化。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

小说作者确认对16F16外理组和差表组进行转录组测序出现，16F16外理后一共994个地域差异展示染色体，中仅330个染色体调涨，664个染色体再降。再降染色体的总数欧亚于调涨展示染色体的总数。因为，也可以估测16F16外理后PDI渗透性的控制引致或者想关蛋清的折叠式收到关系，然后控制了想关染色体展示的趋向（图1A）。为了能够进这一步研究方案拟南芥根大幅度缩短的氧分子机制化，适用TMT淀粉酶质组学探讨了比较组和处理组两者淀粉酶质谱的发生变化。共检测出120个DEPs，在这当中53个调涨淀粉酶和68个下降淀粉酶，出现3个与拟南芥根部成长重要性的DEPs均下降（图1B）。

亚肿瘤细胞标记是决定性血清质基本功能的重点条件。适用Uniprot官网对DEPs的亚体组织手机追踪定位系统使用預測。按照預測最终，DEPs其注意设在膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs其注意手机追踪定位系统于体组织膜这样证据进几步支持系统了事先的出现。往往，手机追踪定位系统于膜的DEPs对16F16治理有现象，并可能性影响力拟南芥苗芽的根长生长（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的数据分析已经DEPs的亚内部地位

(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

为探索拟南芥根部在16F16清理后的调节新机制，顺利借助GO丰度浅析对DEGs和DEPs的实用功能症状实施种类。对于那些转录组测序，GO种类最终体现，BP类中为显著丰度的DEGs引用为“对激励的反响”、“对压为的反响”和“对耐腐蚀的反响”，表观遗传数具体为344个、23一和194个（图2A）。作出生物技术技术阶段中调整表观遗传的此例很高，显示16F16清理可以具体顺利借助限制与激励反响、胁迫反响和耐腐蚀反响一些的阶段来减低绿植对胁迫的反响。KEGG环路浅析显示，DEGs在“苯丙烷生物技术技术合成视频”、“绿植-副猪嗜血杆菌体互相使用”、“绿植皮质性激素讯号转导”、“变性淀粉和乳糖排泄”和“MAPK讯号环路-绿植”等经过中丰度。除绿植皮质性激素讯号转导环路外，其他4种环路中调整表观遗传较多（图2B）。

经过蛋白质组学结果概述察觉到，KEGG中有效丰度的前10个是“苯丙烷类生态学合出”、“光合角色”、“各类藤本植物次生产怪物的生态学合出”、“次生产怪物的生态学合出”或“产生路径”（图2D）。

图2|不同展示表观遗传和不同展示核膳食纤维的通道分折、

(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内的一些性，我对转录组和蛋白酶质组来实行了联办概述。共检查测量到16个总共DEGs，1一DEGs表现态势一模一样，一DEGs表现态势反而。然后来实行了KEGG生态学生态学富集概述，导致是因为DEGs和DEPs特别生态学生态学富集了苯丙烷类生态学分解成渠道，其次是因为苯丙烷类生态学分解成渠道是导致拟南芥植株根部成长的比较重要渠道（图3)。

图3|转录组和蛋白质组的联合技术进行分析

(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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