近江牡蛎YB-1对Hsc70的转录调控及两基因对热激、污染物的响应模式

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70-kDa热休克蛋白是热休克蛋白家族中的重要成员之一,它包括组成型(Heat shock cognate protein 70,Hsc70)和诱导型(inducible heat shock protein 70,Hsp70)两类。它们可以发挥“分子伴侣”作用,帮助细胞抵御外界胁迫。通常情况下,组成型Hsc70主要发挥看家功能。在某些宿主体内,Hsc70同样可以被多种刺激因子诱导表达,而Hsc70的表达受到转录因子调控,但是,调控Hsc70基因表达的转录因子还不清楚,急需阐明。本研究旨在筛选鉴定参与近江牡蛎(Crassostrea hongkongensis)ChHsc70基因表达调控的转录因子,并研究ChHsc70及其转录因子基因对热激、污染物的表达模式。首先通过DNA亲和纯化技术筛选出能够与ChHsc70启动子区特异性结合的蛋白因子,用质谱技术鉴定出其中一种蛋白为Y-box基元结合蛋白(Ch YB-1)。通过cDNA克隆技术获得了ChYB-1基因的全长cDNA为1257 bp,其中编码区924 bp,5’端和3’端非编码区分别为107 bp和226 bp。分子模拟结果显示ChYB-1具有一个高度保守的冷激结构域,这个结构域由5个反向平行的β-折叠构成,这类蛋白几乎参与包括转录在内的所有与核酸相关的生命活动,因此被称为“核酸伴侣”。细胞过表达实验和RNA干扰实验证明ChYB-1对ChHsc70的表达具有正调控作用。将重组表达载体pcDNA3.1-ChYB-1和pGL3-ChHsc70(启动子区)共转染至HEK293T细胞中,发现过表达的ChYB-1明显促进了ChHsc70调控区下游报告基因的表达;另外,当与ChYB-1基因同源的siRNAs使ChYB-1基因表达的mRNA被敲低后,ChHsc70基因的表达显著下调,以上两种结果都证明了ChYB-1对ChHsc70基因的表达具有正调控作用。实时荧光定量PCR结果显示ChHsc70和ChYB-1对热激和污染物在转录水平上具有类似响应模式,但ChYB-1的达峰时间较ChHsc70更早,暗示ChYB-1对ChHsc70有正调控作用。温度与壬基酚共同作用下,近江牡蛎体内的ChHsc70基因表达水平显著高于在恒温下相同浓度壬基酚处理时的表达水平,说明温度与污染物间存在协同诱导效应。而正转录调控因子ChYB-1对温度变化响应时间很短(小于12 h)且弱,而对污染物的响应时间长(至少8 d),表明ChYB-1是对污染物偏好的正转录因子,是合适的辅助污染预警分子。近江牡蛎体内ChYB-1与ChHsc70的比值(4-??Ct)能消除温度变化对污染早期预警的干扰。为建立基于ChYB-1与ChHsc70比值(4-??Ct)的海洋环境污染早期预警技术奠定了基础。本研究首次鉴定了ChYB-1是ChHsc70基因的正转录调控因子,ChYB-1对污染物具有偏好性而对温度变化为弱的瞬时响应,表明ChYB-1是合适的辅助污染预警分子。该研究对于进一步阐明ChHsc70基因的表达调控机制,以及建立实用的海洋环境污染早期预警技术有重要意义。
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