RagA基因对果蝇早期卵泡的保护作用及机制研究

来源 :扬州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ktcalf
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蛋白质是构成生物体重要的大分子物质,是生命活动的主要承担者。氨基酸是蛋白质的基本组成单位,氨基酸缺失导致蛋白质合成水平下降、细胞生长停滞甚至死亡。已有研究表明自噬相关基因atg1、atg7、lamp1表达增加能帮助细胞在氨基酸缺失条件下存活,但细胞在氨基酸缺失条件下维持存活的适应机制与自噬调节之间的关系尚不完全清楚。作为经典的模式生物,果蝇易于遗传操作,是研究基因功能的良好工具。果蝇卵巢中的早期卵泡能够在氨基酸缺失下维持存活,是研究氨基酸缺失条件下细胞适应机制的理想模型。通过对RNA干扰果蝇品系筛选,我们发现下调RagA基因的表达会导致果蝇早期卵泡在氨基酸缺失后死亡。通过免疫荧光、RT-PCR、荧光蛋白标记、药物处理等方法,我们对RagA在氨基酸缺失条件下保护果蝇早期卵泡的机制进行深入研究。主要结果如下:1.RagA敲减导致果蝇早期卵泡在氨基酸缺失后死亡并显示Caspase 3阳性,过表达p35部分挽救氨基酸缺失后的高死亡率,表明RagA敲减果蝇中早期卵泡死亡是通过细胞凋亡机制实现的;发现降低TORC1活性并不能抑制RagA敲减果蝇中早期卵泡的凋亡,表明RagA基因下调诱导的早期卵泡死亡与TORC1过度激活无关。2.RagA敲减果蝇早期卵泡中自噬结构的大量堆积、自噬溶酶体酸度降低且线粒体被自噬溶酶体包裹,表明自噬溶酶体的降解能力降低。在氨基酸缺失2d后,RagA敲减导致果蝇早期卵泡中的自噬溶酶体的体积和数量进一步增加,自噬结构的堆积程度更加严重,表明RagA敲减果蝇中的自噬体发生、自噬体与溶酶体融合等方面的功能未受到影响。3.在RagA敲减的遗传背景下,通过敲减自噬体形成相关基因的atg1/atg6的方式降低自噬发生可以部分挽救氨基酸缺失条件下早期卵泡的凋亡;用促进自噬体形成化合物(雷帕霉素、SMER28、氯化锂)提高细胞的自噬发生,会导致RagA敲减果蝇的早期卵泡在营养充足的条件下仍然出现高比例的死亡。表明自噬体的形成的增加促进了RagA敲减果蝇中早期卵泡在氨基酸缺失下的死亡。4.溶酶体质子泵(V-ATPase)是维持溶酶体内酸度和降解功能的关键因子。V-ATPase的关键基因Vha36-1敲减果蝇与RagA敲减果蝇类似,早期卵泡内的自噬溶酶体酸度降低,在氨基酸缺失后也会出现凋亡。用磷酸氯喹(自噬降解抑制剂)处理的野生型果蝇可以引起早期卵泡自噬溶酶体酸度降低,以及在氨基酸缺失后的凋亡。以上结果表明,自噬溶酶体降解缺陷会导致早期卵泡在氨基酸缺失下死亡。综上所述,RagA基因通过调节自噬降解维持细胞稳态,在氨基酸缺失条件下保护果蝇早期卵泡。
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