酿酒酵母MED2基因通过调控活性氧参与内质网应激和复制性寿命的机制研究

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【目的】
  中介体复合物亚基MED2基因编码的蛋白是RNA聚合酶II中介体复合物的亚基,与核心聚合酶亚基结合形成RNA聚合酶II全酶,对转录调控至关重要。本课题组前期研究发现,基因MED2基因缺失酵母菌株的复制寿命缩短,抗内质网应激(EndoplasmicReticulumStress,ERS)能力显著下降。本文拟进一步探讨MED2基因参与调控内质网应激和复制寿命的可能机制,为全面解析MED2基因功能和人类衰老相关疾病提供相关线索。
  【方法】
  1.利用同源重组的方法将破坏元件转化到酵母菌株,构建MED2基因缺失酵母菌株。
  2.构建MED2过表达载体,并其转化到野生型酵母菌株。
  3.将重组质粒pAUR123-CTT1、pAUR123-CTA1、pAUR123-SOD1以及pAUR123-SOD2转化到MED2基因缺失和野生型酵母菌株中。
  4.用Bioscreen全自动生长曲线分析仪监测酵母的增殖速率。
  5.克隆形成实验观察酵母细胞抗内质网应激能力的变化情况。
  6.使用荧光探针DCFH-DA检测酵母细胞的活性氧(Reactiveoxygenspecies,ROS)水平。
  7.在标准的AXIO光学显微镜下,用纤维针对酵母出芽的子细胞进行分离并计数,统计酵母菌株的复制型寿命。
  8.用流式细胞术检测酵母细胞内线粒体膜电位。
  【结果】
  1.MED2基因缺失酵母菌株对内质网应激诱导剂衣霉素(Tunicamycin,Tm)的抵抗能力减弱,而过表达MED2基因菌株对Tm的抵抗能力显著上升。
  2.MED2基因缺失酵母菌株复制寿命缩短,而过表达MED2基因菌株复制寿命延长。
  3.Tm处理后,MED2基因缺失酵母菌株细胞内ROS显著上升,线粒体膜电位异常程度增加,过表达MED2基因菌株细胞内ROS显著下降,线粒体膜电位异常程度减少。
  4.在MED2基因缺失菌株内过表达CTT1、CTA1、SOD1和SOD2等基因不能恢复其对Tm的抵抗能力。
  5.CTT1基因缺失增强MED2OE酵母细胞的内质网应激抗性。
  【结论】
  MED2基因缺失导致酵母细胞ERS敏感性增加,ROS水平升高,线粒体膜电位异常程度增加,从而导致细胞寿命缩短。在野生型酵母菌株中过表达MED2基因可以增强酵母细胞对Tm的抵抗性,这些结果表明MED2基因在内质网应激和复制寿命中起重要作用。
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