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甲醇营养型酵母毕赤酵母是少数能够利用甲醇作为唯一能量和碳源的酵母物种之一，被广泛用作工业生产一系列有价值蛋白质的异源表达平台。此外，毕赤酵母组氨酸营养缺陷突变株GS115是研究甲醇代谢调控、过氧化物酶体增殖/自噬等机理的常用菌株。大量的研究表明毕赤酵母GS115在甲醇碳源的培养基中生长缓慢，本实验室的前期研究发现敲除GPI锚定蛋白Gcw13p等5个GPI锚定蛋白可提高毕赤酵母在甲醇条件下的生长速度。我们通过回补试验发现仅Gcw13p的敲除株在回补Gcw13p后生长表型则回复到原来的水平，表明Gcw13p与毕赤酵母在甲醇条件下的生长缓慢有关。在此基础上，本研究以Gcw13p为研究对象，通过对Gcw13p的结构特征分析、以及Gcw13p对毕赤酵母甲醇条件下生长表型及表达谱差异分析，从甲醇代谢、氨基酸代谢和细胞自噬等角度，解释了Gcw13p缺失引起毕赤酵母GS115在甲醇为碳源的培养基中生长速度加快的分子机制，主要研究结果如下：
(1)通过对gcw13Δ菌株及GCW13原位回补株的对照分析，确证Gcw13p缺失与甲醇生长表型改变之间的联系；对Gcw13p结构和性质的分析，发现Gcw13p主要分布在细胞膜和液泡；采用BlAST与已知蛋白进行同源比对分析，结果显示Gcw13p与已知蛋白无同源性。
(2)利用RNA-seq技术对gcw13Δ菌株和GS115在以甲醇为碳源生长时的基因表达差异分析，发现Gcw13p缺失对甲醇代谢相关途径的基因表达无显著影响，却显著下调与氨基酸合成代谢途径有关基因的表达，表明Gcw13p缺失引起的甲醇生长表型变化与甲醇代谢没有直接关联，而与氨基酸代谢有关。
(3)同时，对gcw13Δ菌株和GS115的甲醇代谢、氨基酸吸收和细胞自噬现象的对照分析，推测GS115在以甲醇为碳源时生长受到抑制的机制为：由于自身组氨酸合成缺陷及甲醇代谢引起的氨基酸吸收受阻引起氨基酸(尤其是组氨酸)饥饿现象，使与生长调控有关的TORC1活性下降，进而引发细胞自噬。当菌株Gcw13p缺失时，氨基酸通透酶Gap1p表达上调、蛋白胞吞减少，提高了Gap1p依赖的氨基酸吸收，从而提高胞内氨基酸浓度，从而促进其在甲醇培养基中的生长。然而，Gcw13p缺失菌株在高温胁迫、氮饥饿等逆境中的存活能力受到明显影响，表明Gcw13p与压力胁迫响应有关。
(1)通过对gcw13Δ菌株及GCW13原位回补株的对照分析，确证Gcw13p缺失与甲醇生长表型改变之间的联系；对Gcw13p结构和性质的分析，发现Gcw13p主要分布在细胞膜和液泡；采用BlAST与已知蛋白进行同源比对分析，结果显示Gcw13p与已知蛋白无同源性。
(2)利用RNA-seq技术对gcw13Δ菌株和GS115在以甲醇为碳源生长时的基因表达差异分析，发现Gcw13p缺失对甲醇代谢相关途径的基因表达无显著影响，却显著下调与氨基酸合成代谢途径有关基因的表达，表明Gcw13p缺失引起的甲醇生长表型变化与甲醇代谢没有直接关联，而与氨基酸代谢有关。
(3)同时，对gcw13Δ菌株和GS115的甲醇代谢、氨基酸吸收和细胞自噬现象的对照分析，推测GS115在以甲醇为碳源时生长受到抑制的机制为：由于自身组氨酸合成缺陷及甲醇代谢引起的氨基酸吸收受阻引起氨基酸(尤其是组氨酸)饥饿现象，使与生长调控有关的TORC1活性下降，进而引发细胞自噬。当菌株Gcw13p缺失时，氨基酸通透酶Gap1p表达上调、蛋白胞吞减少，提高了Gap1p依赖的氨基酸吸收，从而提高胞内氨基酸浓度，从而促进其在甲醇培养基中的生长。然而，Gcw13p缺失菌株在高温胁迫、氮饥饿等逆境中的存活能力受到明显影响，表明Gcw13p与压力胁迫响应有关。