在真核生物中,染色体是由一连串的核小体压缩组装形成。核小体是由147 bp的DNA缠绕组蛋白八聚体形成。核心组蛋白可以分为四种,包括组蛋白H3、H4、H2A和H2B。核心组蛋白的表达严格地受细胞周期调控。细胞周期包括G1、S、G2和M四个不同的时期。在细胞周期的S期,组蛋白基因大量表达;在细胞周期的S期之外,组蛋白的表达被抑制。严格调控组蛋白的表达水平对细胞有重要意义。组蛋白表达水平不足会造成细胞周期停滞,导致细胞去分化、细胞衰老和细胞癌变。组蛋白的过多积累会对细胞产生毒性。组蛋白的表达受到很多因子的调控,分为抑制因子和激活因子。Spt21是调控组蛋白基因转录的激活因子。Spt21通过Spt10结合到组蛋白基因的启动子区域,进而招募组蛋白乙酰转移酶使启动子区域的组蛋白发生乙酰化,最终激活组蛋白基因的转录。Spt21的表达同样受细胞周期的调控。在细胞周期的S期,Spt21蛋白大量积累去激活组蛋白基因的转录。在细胞周期的S期之外,Spt21蛋白被降解。Spt21蛋白与核心组蛋白在细胞周期调控的模式上是一致的。因此,Spt21在维持组蛋白水平方面发挥着关键作用。研究在细胞周期中Spt21表达调控机制显得尤为重要。细胞内蛋白质的降解途径主要分为泛素-蛋白酶体系统和自噬途径。在泛素-蛋白酶体降解系统里,泛素分子通过三步级联酶反应被共价连接到蛋白质底物上,含有多个泛素分子的底物迅速被招募到蛋白酶体中进行降解。自噬途径是将受损细胞器和错误蛋白运输到溶酶体或液泡中进行降解的过程。当细胞处于G1期时,APC/CCdh1复合物能够识别Spt21的KEN区域,促进Spt21被泛素-蛋白酶体途径所降解。然而,在细胞周期其它时期Spt21的表达调控机制尚未报道。本文主要研究在细胞周期中Spt21表达调控机制。研究结果如下:1.在细胞中Spt21的蛋白含量处于较低水平。当缺失SPT21基因时,细胞生长几乎不受影响。我们构建过表达SPT21基因的菌株,通过细胞生长实验和梯度稀释实验发现Spt21蛋白的积累过多会导致细胞生长明显减慢,细胞抗DNA损伤的能力明显减弱。说明维持正常低水平的Spt21对细胞有重要作用。2.通过细胞周期实验发现Spt21在m RNA和蛋白水平上都受细胞周期的严格调控。SPT21的转录水平在细胞周期的G1晚期达到峰值,在其它时期较低。Spt21的蛋白水平在细胞周期的S期达到峰值,在其它时期较低。3.Spt21可以被自噬途径降解。通过敲除参与蛋白酶体途径或自噬途径的基因,发现Spt21蛋白在细胞周期的S/G2期被自噬途径降解。通过雷帕霉素和氮饥饿诱导自噬进一步验证了Spt21蛋白可以被自噬途径降解。4.为了寻找自噬途径中参与调控Spt21降解的蛋白,我们通过蛋白质免疫印迹筛选了自噬相关蛋白。结果发现敲除ATG7和ATG8基因可以抑制Spt21被自噬降解的过程。在雷帕霉素和氮饥饿诱导自噬的情况下,敲除ATG7和ATG8基因也能抑制Spt21被自噬降解的过程。5.Spt21可以与自噬蛋白直接相互作用。免疫共沉淀实验显示Spt21和自噬蛋白（Atg7、Atg8）存在相互作用,说明Atg7和Atg8蛋白通过与Spt21蛋白相互作用调控Spt21被自噬降解的过程。本研究发现了一种新的调控Spt21表达的方式,揭示了细胞周期通过调控Spt21的水平来调控组蛋白基因表达的机制。在细胞周期的G1期,Spt21蛋白通过泛素-蛋白酶体途径被降解;在S期Spt21蛋白积累来激活组蛋白基因的表达;在G2期Spt21蛋白通过自噬途径被降解。这为后续进一步研究Spt21被自噬降解的具体机制提供了理论基础。本研究发现在酿酒酵母细胞中Spt21蛋白积累过多会对细胞产生毒性。正确调控Spt21的水平对细胞进行正常生命活动具有重要意义。