酵母線粒體基因組穩(wěn)定性與組蛋白乙?；降难芯?pdf

1、線粒體是細(xì)胞的能量工廠，控制細(xì)胞的生長、凋亡等生命活動(dòng)。線粒體DNA（mtDNA）常與多種蛋白質(zhì)結(jié)合形成DNA-蛋白質(zhì)復(fù)合體，即線粒體擬核。線粒體擬核蛋白對(duì)維持mtDNA拷貝數(shù)和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等具有重要作用。線粒體基因組的不穩(wěn)定會(huì)導(dǎo)致氧化磷酸化障礙，誘發(fā)心臟疾病，腫瘤，代謝性疾病和退行性疾病等。SLS1p(Sigma-like sequence protein1)是釀酒酵母核基因編碼的一種線粒體內(nèi)膜整合蛋白，主要參與線粒體DNA的轉(zhuǎn)錄和翻譯，

2、闡明SLS1p調(diào)控線粒體功能及下游核基因表達(dá)機(jī)制具有重要的意義。
　　 通過構(gòu)建了sls1敲除的酵母菌株(W1021-7CΔSLS1)、SLS1恢復(fù)(W1021-7CΔSLS1 with pDB20-SLS1)的酵母菌株以及SLS1過表達(dá)(W1021-7Cwith pDB20-SLS1)的酵母菌株，發(fā)現(xiàn)SLS1敲除菌株在以甘油為碳源的GlyYP培養(yǎng)基中無法生長，在以葡萄糖為碳源的GYP培養(yǎng)基中倍增時(shí)間明顯長于野生型酵母菌株。So

3、uthern Blot雜交顯示，SLS1基因的敲除導(dǎo)致線粒體COX1、COX2、COX3、ATP6、ATP9、CYTB、15S rRNA和21S rRNA等基因含量都有不同程度的下降。Northern Blot雜交表明線粒體COX1、COX2、COX3、ATP6、ATP9、CYTB、15S rRNA和21S rRNA的轉(zhuǎn)錄水平顯著下降，其中COX1、ATP6和CYTB下降極為顯著。ATP檢測顯示sls1敲除后的酵母菌株整體ATP水平明顯

4、低于野生型酵母細(xì)胞;并且在加入了2-D-G抑制了糖酵解ATP產(chǎn)生的情況下，sls1敲除的酵母菌株的ATP水平有很明顯的下降。SLS1恢復(fù)菌株的生長狀況，倍增時(shí)間，線粒體基因組含量和轉(zhuǎn)錄水平以及ATP水平有所恢復(fù)，與野生型菌株無顯著差異。SLS1過表達(dá)菌株與野生型菌株無明顯差異。表明SLS1p與線粒體基因組穩(wěn)定性密切相關(guān)，影響線粒體功能。實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測NAD+依賴的去乙?；窼IR基因家族的轉(zhuǎn)錄水平，發(fā)現(xiàn)與野生型菌株相比，sls1

5、敲除酵母菌株SIR2, SIR3和SIR4轉(zhuǎn)錄水平顯著下降。Western Blot檢測了SIR基因家族作用位點(diǎn)H4K16的乙?；?，顯示sls1敲除后菌株的乙?；矫黠@高于野生型菌株。表明線粒體基因組的不穩(wěn)定性很可能還和組蛋白的乙?；接忻芮嘘P(guān)系，進(jìn)而影響下游核基因的表達(dá)。
　　 RIM1p和ABF2p是已知的線粒體擬核相關(guān)蛋白，在線粒體DNA的復(fù)制和重組過程中起到重要的作用。通過構(gòu)建了abf2和rim1基因敲除的酵母細(xì)

6、胞，發(fā)現(xiàn)這2種菌株均無法在以甘油為碳源的培養(yǎng)基中生長，并且在以葡萄糖為碳源的培養(yǎng)基中的倍增時(shí)間明顯長于野生型細(xì)胞。Southern Blot結(jié)果顯示abf2和rim1基因敲菌株整個(gè)線粒體基因組含量下降極為顯著。Northern Blot結(jié)果顯示線粒體基因組轉(zhuǎn)錄被破壞。ATP檢測結(jié)果證明abf2和rim1基因敲除細(xì)胞整體ATP水平明顯低于野性型菌株，并且在糖酵解產(chǎn)生ATP的途徑受到抑制的情況下，ATP水平極大幅度的下降。這表明ABF2p和

7、RIM1p與線粒體基因組穩(wěn)定性密切相關(guān)。實(shí)時(shí)熒光定量PCR顯示SIR2、SIR3和SIR4的轉(zhuǎn)錄水平都明顯低于野生型菌株，表明了線粒體基因組穩(wěn)定性和組蛋白乙酰化水平之間可能密切關(guān)系。
　　 以上結(jié)果表明，SLS1、ABF2和RIM13個(gè)基因均和線粒體基因組的穩(wěn)定性維持密切相關(guān)，并且基因敲除的酵母細(xì)胞在導(dǎo)致線粒體功能障礙的同時(shí)，可能還對(duì)酵母細(xì)胞的組蛋白乙?；疆a(chǎn)生了影響。這就將環(huán)境因素（能量），線粒體和表觀遺傳3者結(jié)合了起來，可