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RanGTPase激活蛋白（RanGTPase-activating protein, RanGAP）是细胞质中调节Ran活性的重要因子,含有保守的富含亮氨酸的LRR （leucine-rich repeats）结构域。RanGAP可与Ran蛋白结合并促进Ran对GTP的水解。哺乳动物RanGAP1蛋白通过Ran通路参与了多种生命活动,包括核质运输、有丝分裂中期纺锤体的组装、分裂后期核膜的重建；RanGAP1调节拟南芥雌性配子的发育过程中减数分裂后的第二次有丝分裂的进行；酵母RanGAP1蛋白参与了异染色体的组装。真核单细胞原生动物嗜热四膜虫（Tetrahymena thermophila）同时含有小核及大核两个细胞核,具有有性生殖及无性生殖两种生殖方式。对Ran蛋白通路在嗜热四膜虫中功能的研究表明Ran1、RBP1及RCC1的异常表达会导致大核无丝分裂的异常。目前,尚未有RanGAP在双核纤毛虫细胞中的功能报道。本研究首次从嗜热四膜虫大核基因组中鉴定出一个保守的RanGAP基因,并对RanGAP蛋白序列、定位模式及生物功能进行了分析,主要结果如下：1. RanGAP基因的生物信息学分析RanGAP（TTHERM00766430）全长 1423bp,包含两个内含子,开放阅读框为1074 bp,预测编码357个氨基酸,含有一个富含亮氨酸的LRRs结构域。实时荧光定量PCR表明,RanGAP在四膜虫生长期、饥饿期和有性生殖期均有表达,且在有性生殖4-6 h表达水平最高。不同物种中的RanGAP蛋白序列比对分析结果表明RanGAP蛋白进化上具有保守的结构域和物种特异的可变区。2. HA-RanGAP在细胞内的定位构建含有HA-tag的pNeo4-HA-GAP载体并转化入嗜热四膜虫细胞中,利用巴龙霉素抗性筛选出HA-GAP突变嗜热四膜虫株。免疫荧光定位发现：HA-RanGAP在嗜热四膜虫的生长期、饥饿期及有性生殖早期均定位于四膜虫的胞质中,并在大核周围富集；当有性生殖进行到‘’anlage n"时期及配对细胞分开后,]HA-RanGAP不仅定位于胞质中,而且在凋亡的亲本大核上富集。当配对细胞分开后,亲本大核内的DNA进一步凝缩,HA-RanGAP在亲本大核中表现出不均一的定位,而且HA-RanGAP的定位与凝缩的DNA交错,表明HA-RanGAP定位于核质中。HA-RanGAP的Western印迹分析显示40 kD和48 kD的两条特异条带。40 kD应为HA-RanGAP,48 kD可能是SUMO化修饰后的HA-RanGAP （HA-RanGAP-X）.随着有性生殖进程的进行,HA-RanGAP-X的相对表达量增加暗示SUMO化修饰的RanGAP可能参与了新本大核的凋亡过程。3. RanGAP异常表达会导致细胞核分裂及胞质缢缩异常构建过表达载体pXS-RanGAP及敲除载体pNeo4-KO-RanGAP并转化入四膜虫细胞,筛选得到过表达及敲除RanGAP四膜虫突变株。结果表明RanGAP的过表达导致嗜热四膜虫无性生殖时大核不能正常拉伸且胞质缢缩异常,最终生成无大核细胞。RanGAP基因敲减会引起大核呈现弥散状或不规则形状,大核的无丝分裂受到抑制从而生成无大核后代。4. RanGAP的异常表达影响RAN、RBP1、RCC1的转录水平实时荧光定量PCR检测结果表明,过表达或敲除RanGAP基因后,通路中的RAN1、RBP1及RCC1基因的转录水平均有不同程度的下调或者上调,表明四膜虫Ran信号通路中各因子在功能上存在相互调节。本研究首次从嗜热四膜虫中鉴定出一个RanGAP基因；RanGAP蛋白定位在四膜虫的细胞质及有性生殖后期即将凋亡的亲本大核中；过表达或敲减RanGAP都会导致大核无丝分裂异常,并会导致四膜虫RAN1, RanBP1和RCCI基因的表达下调或上调。结果表明,RanGAP通过Ran信号通路调控了四膜虫无性生殖过程中大核的无丝分裂,并可能参与了有性生殖过程中亲本大核的凋亡。