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[目的]: 酿酒酵母蛋白质-O-甘露糖转移酶(Protein-O-mannosyltransferase,PMT)家族共有七个成员(Pmt1p-Pmt7p),这些成员从酵母到哺乳动物都存在一定的保守性。PMT家族蛋白都定位于内质网,主要通过调控内质网未折叠蛋白质反应(unfolded protein response,UPR),参与调控内质网蛋白质的动态平衡。研究显示UPR和内质网应激在多种物种的衰老和衰老相关疾病的发生和发展中具有重要作用。 研究表明PMT7缺失(与PMT家族其他成员同源性不高)延长酵母复制寿命。本论文拟构建PMT4基因缺失和过表达酵母菌株为基础,以研究PMT4对酵母细胞复制寿命的影响,并着重从UPR信号通路与内质网应激之间的关系入手探讨PMT4调控酵母细胞复制寿命的潜在分子机制。 [方法]: 1.依据基因同源重组的原理,采用一步基因置换法构建PMT4基因缺失(pmt4△)酵母菌株;通过线性化载体整合酵母基因组DNA的方法,构建PMT4基因过表达(PMT4-ox)酵母菌株; 2.在Scope AⅠ光学显微镜下,用玻璃纤维针对酵母母细胞和子细胞进行分离,并计数子细胞数量,统计分析pmt4△菌株和PMT4-ox菌株酵母细胞复制寿命,研究PMT4是否参与调控酵母细胞的复制寿命;采用RT-PCR检测pmt4△菌株中HAC1 mRNA的剪接情况,实时荧光定量PCR检测UPR通路中部分靶基因的转录水平。以探讨PMT4调控酵母细胞复制寿命与UPR信号通路的关系; 3.依据基因同源重组的原理成功构建PMT4与HAC1或IRE1双基因缺失(pmt4△hac1△和pmt4△ire1△)酵母菌株。用衣霉素剂作为内质网应激的诱导剂,通过克隆形成实验方法观察pmt4△菌株对细胞应激的抗性。研究酵母内质网应激能力与UPR信号通路的关系,进而探讨酵母细胞复制寿命与应激能力之间的调控关系。 [结果]: 1.成功构建PMT4基因缺失酵母菌株和PMT4过表达(pmt4△和PMT4-ox)酵母菌株; 2.与野生型酵母菌株比较,pmt4△菌株缩短酵母细胞的复制寿命(缩短27%,P<0.0001),而PMT4-ox菌株复制寿命无明显变化(P>0.05)。pmt4△菌株中HAC1mRNA无明显剪接活性,UPR信号通路中下游靶基因(EUG1、LHS1、KAR2、ERO1、FKB2)表达无明显变化; 3.成功构建PMT4与HAC1或IRE1双基因缺失(pmt4△ire1△和pmt4△hac1△)酵母菌株。与野生型酵母菌株比较,pmt4△菌株对衣霉素的抗性增加,并且,这种衣霉素抗性依赖HAC1和IRE1的存在。 [结论]: 1.酿酒酵母PMT4基因缺失缩短细胞的复制寿命,与无活性的UPR可能相关。 2.酿酒酵母PMT4基因缺失增强对内质网应激的抗性,且抗性依赖HAC1和IRE1基因存在。