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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

胆固醇酶质二硫键异构酶（PDI，EC 5.3.4.1）是一种种硫醇-二硫键腐蚀恢复备份酶，在催化反应底物胆固醇酶质中二塑炼物的腐蚀和重排中起着至关包括的功效。在作物中，PDI包括参与性设定种子图片萌生和发肓，增进胚乳中存储胆固醇酶的腐蚀折叠式，也是有助于花粉及花粉类食物的组成。而是，PDI在根部生张中的功效原来也没有研究方案过。

2026年11月，华北大学专业刘亚楠组织在IJMS（IF=5.6）上刊发了一篇“Integrated Transcriptome and Proteome Analysis Reveals the Regulatory Mechanism of Root Growth by Protein Disulfide Isomerase in Arabidopsis”的深入分析文献资料。该深入分析利用PDI小分子抑制剂16F16取除PDI表观遗传，而使深入分析一下一下表观遗传异常对树种的引响。效果呈现，16F16加工办理显著减缓拟南芥植株的种子发芽。为了能进两步深入分析一下一下16F16加工办理的引响，我们食用转录组测序和TMT化学发光法球蛋白质含量组学对加工办理过的根确定了展示谱分析一下一下。多个学合力分析一下一下折射出了16F16加工办理下拟南芥幼芽植株大幅度缩短的调整网洛，包括涉及面苯丙烷生物工程生成和树种皮质激素的信号转导方法。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

关键在于探究式16F16通过加工处理对根部萌发的的影响，通过了根部长度的残留量体现试验报告。毕竟得出结论16F16通过加工处理对拟南芥根部萌发有有效抑止反应，且随着时间推移16F16有机废气浓度的曾加，对根部的抑止反应正在逐步不断增强。

差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）的分析及亚细胞定位

作家利用对16F16加工组和剖析组进行转录组测序感觉，16F16加工后总共994个差异化表答人类表观遗传，表中330个人类表观遗传调整，664个人类表观遗传降低。降低人类表观遗传的总数长远于调整表答人类表观遗传的总数。因，都可以推断出16F16加工后PDI活力的遏制形成个别相应血清的申缩收到应响，最后遏制了相应人类表观遗传表答的现象（图1A）。以便进步骤理论研究拟南芥根拉长的原子核系统，安全使用TMT血清质组学研究了较组和除理组左右血清质谱的影响。共认定出120个DEPs，其中的53个上浮血清和68个降低血清，发展3个与拟南芥根部发展重要性的DEPs均降低（图1B）。

亚肿瘤细胞地位是关键点淀粉酶质技能的关键点基本要素。动用Uniprot拜谱生物对DEPs的亚細胞膜精准市场品牌定位确定推测。给出推测结杲，DEPs注意的地属膜（33,40.24%）和胞质溶胶（13,15.85%）。DEPs注意的精准定地属細胞膜膜哪一事情进两步可以支持了原先的挖掘。因，精准定地属膜的DEPs对16F16除理有发生反应，并也许印象拟南芥苗芽的根长骨骼发育（图1C）。

图1|DEGs和DEPs的分析一下或是DEPs的亚细胞系手机定位

(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

为论述拟南芥根部在16F16处置后的调空新机制，确认GO聚集阐述对DEGs和DEPs的效果的特点对其进行分为。这对转录组测序，GO分为导致提示，BP行业类型中强势聚集的DEGs注解为“对的影响的表现”、“对工作压力的表现”和“对催化物质的表现”，dna数各分为为344个、23一个和194个（图2A）。以上的生物制品体时候中下跌dna的正比很高，体现了16F16处置很有可能主要的确认可以抑制与的影响表现、胁迫表现和催化物质表现重要性的时候来影响草本花卉对胁迫的表现。KEGG径路阐述体现了，DEGs在“苯丙烷生物制品体合出”、“草本花卉-病源体间接使用”、“草本花卉肾上腺素警报转导”、“含淀粉和绵白糖基础代谢”和“MAPK警报径路-草本花卉”等经由中聚集。除草本花卉肾上腺素警报转导径路外，的4种径路中下跌dna较多（图2B）。

利用蛋白质组学结果分析一下发展，KEGG中偏态丰度的前10个是“苯丙烷类动物分解”、“光合效用”、“各样值物次生分解转化物的动物分解”、“次生分解转化物的动物分解”及“分解转化手段”（图2D）。

图2|对比表明基因遗传和对比表明核营养物质的通道具体分析、

(图源：Liu Y., et al., IJMS., 2024)

蛋白质组学和转录组学联合分析

考虑到体现DEGs和DEPs内的相应性，笔者对转录组和蛋白酶质组开始了连合介绍。共判断到16个总共DEGs，13个DEGs呈现现象一致，3个DEGs呈现现象相反的词语。紧接着开始了KEGG含有介绍，结论反映DEGs和DEPs长度含有了苯丙烷类动物制作而成路径，其次反映苯丙烷类动物制作而成路径是危害拟南芥小苗植株发育成熟的必要路径（图3)。

图3|转录组和血清组的协力分析一下

(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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