集縮素蛋白在HeLa細胞染色體集縮過程中作用的研究.pdf

1、真核生物通過有絲分裂過程將基因組信息傳遞到下一代子細胞中。作為基因的載體，DNA分子的復(fù)制與分離對遺傳信息的傳遞起重要作用。在細胞中，DNA分子與組蛋白及非組蛋白結(jié)合形成可進行反復(fù)組裝與去組裝的染色質(zhì)分子參與這一過程。在有絲分裂過程中姊妹染色單體進行高度集縮，形成棒狀的染色體結(jié)構(gòu)以利于有絲分裂過程中基因組上遺傳信息的正常分離。
　　在染色質(zhì)集縮過程中，組蛋白與一系列非組蛋白都起重要作用。由兩組H2A、H2B、H3、H4組成的組蛋白

2、八聚體與DNA相互作用形成的核小體在組蛋白H1的協(xié)助下形成完整的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)。在一系列非組蛋白的協(xié)助下，間期染色質(zhì)逐步集縮有絲期的染色體結(jié)構(gòu)。其中，集縮素與拓撲異構(gòu)酶是染色體上最主要的兩種非組蛋白。它們在細胞周期的特定時期起重要作用。集縮素是染色體集縮的主要蛋白，在酵母、果蠅及爪蟾等生物中集縮素作用機制已有很多研究，在有ATP存在的情況下，它可以將染色質(zhì)集縮以利于有絲分裂的進行，對集縮素進行定點突變或缺失突變將導(dǎo)致有絲分裂過程發(fā)生異常，使

3、染色體結(jié)構(gòu)缺失或形成肥胖的染色體等。但是在高等哺乳動物細胞染色體中，集縮素的功能研究還比較少，對其進行缺失或過表達的研究對有絲分裂的影響仍待研究，另外拓撲異構(gòu)酶Ⅱ作為一種在細胞周期中都起重要作用的非組蛋白也被發(fā)現(xiàn)參與染色體的集縮，對其進行功能性抑制會引起細胞周期停滯。但是它在有絲分裂過程中的作用還不清楚，它與集縮素等非組蛋白的作用方式也存在爭議。
　　本文利用共轉(zhuǎn)染技術(shù)與RNAi干涉技術(shù)研究了HeLa細胞中集縮素蛋白對染色體集縮的

4、影響，利用HeLa細胞核在爪蟾卵非細胞體系中的染色體重構(gòu)實驗確定了集縮素在染色體集縮中的作用，通過免疫熒光技術(shù)及蛋白共沉淀技術(shù)分析了集縮素蛋白與拓撲異構(gòu)酶Ⅱ的作用關(guān)系。結(jié)果表明，利用外源質(zhì)粒表達N-末端缺失的集縮素SMC亞基會干擾功能正常的集縮素對染色體的集縮而形成輕微肥大的染色體。利用RNAi質(zhì)粒抑制集縮素的合成會影響染色質(zhì)的集縮而形成明顯的染色質(zhì)橋現(xiàn)象，并產(chǎn)生多核細胞及核型異常細胞。體外重構(gòu)實驗也表明，集縮素是染色體正常集縮的必要蛋

5、白，免疫去除集縮素之后染色質(zhì)不能形成棒狀染色體結(jié)構(gòu)，而是以染色質(zhì)狀態(tài)存在。另外免疫沉淀實驗也表明，集縮素與拓撲異構(gòu)酶Ⅱ在細胞周期的特定時期有緊密的聯(lián)系，存在共定位與共沉淀現(xiàn)象。
　　通過以上的研究，認為在高等哺乳動物細胞中，集縮素直接影響有絲分裂染色體的集縮水平并能夠影響隨后的染色體分離過程，它是有絲分裂過程中必不可少的蛋白。同時，集縮素與拓撲異構(gòu)酶Ⅱ的相互作用關(guān)系也表明集縮素是一種活躍的蛋白，與其它非組蛋白共同完成染色體集縮過程