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本论文主要对人类条件致病病新型隐球酵母(Cryptococcus neoformans)中漆酶的转录调控做进一步研究,同时对AMP-activated激酶SNF1/ AMPK对酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)细胞壁完整性调控机制进行了初步研究。 新型隐球酵母是一种产荚膜的担子菌,广泛存在于自然界中,临床上是重要病原真菌,主要感染免疫缺陷个体,并最终引发致命性脑膜炎。其LAC1基因编码的漆酶是致病因子之一。新型隐球酵母中漆酶的表达受到葡萄糖的阻遏,其调控机制比较复杂,还不是完全清楚,本论文发现GWT1基因和LAC1本身的天然反义转录本(anti-sense transcript,命名为asLAC1)参与漆酶的转录调控。 在本实验室的前期研究中,通过根癌农杆菌介导的转化方法(ATMT),建立一个约200000的随机插入突变文库,在高浓度葡萄糖条件下从中筛选到30株葡萄糖去阻遏的突变株。葡萄糖去阻遏突变株在2%葡萄糖条件下可以合成黑色素,菌落颜色呈黑色或棕色,而野生型菌株JEC21(血清型D)黑色素的合成受到了抑制,菌落颜色呈白色。我们挑选出其中一株-LZM33进行深入研究。通过Southern blot确定突变株中T-DNA为单拷贝,利用反向PCR获得T-DNA的插入位置,发现阅读框CNI03250基因的启动子受到破坏,经过序列比对,证实CNI03250基因编码酿酒酵母GWT1同源基因。GWT1基因是与糖基磷脂酰肌醇锚合成相关的重要基因,在酿酒酵母中,GWT1基因对于细胞的生长和细胞壁的完整性是必须的。通过我们的研究我们发现,在新型隐球酵母中,GWT1基因参与漆酶的葡糖糖抑制过程,并同样是细胞的生长和细胞壁完整性所必须,GWT1基因的突变能够破坏细胞壁的完整性,从而增强细胞对压力反应的敏感性。此研究对更好的了解新型隐球酵母的漆酶转录调控机制和致病性会有所帮助。 在本实验室的前期研究中,李东博士和方宇峰硕士在新型隐球酵母血清型A菌株H99中克隆并鉴定出了LAC1基因的天然反义转录RNA。本论文首先通过5RACE等技术获得了其大部分序列,发现其5端的1871-bp与LAC1基因的正义链mRNA(本文以sLAC1表示)完全互补配对,asLAC1起始于sLAC1基因终止密码子之前的1-nt处,并延伸至其起始密码子处,通过进一步的研究发现,asLac1是通过RNA聚合酶Ⅱ转录生成的,并非起源于其正义RNA链sLAC1。对asLAC1转录的环境条件进行了观察,发现其具有与正义链即LAC1mRNA相同的诱导条件(除个别例如vad1△突变株中),显示LAC1正反义链转录的一致性,同时我们证明外源反义链具有抑制漆酶正义链转录的作用。这是新型隐球酵母天然反义转录RNA调控作用的首次研究。综合以上结果,LAC1基因的转录调控可能存在新的机制。 本实验室前期研究发现新型隐球酵母SNF1基因参与细胞壁的合成。在本论文中,我们观察了酿酒酵母的同源基因SNF1是否具有同样功能。通过敲除突变,我们发现SNF1同样能够调控细胞壁的完整性;利用实时定量PCR的方法检测了酿酒酵母中与β-葡聚糖的合成相关基因的表达(β-1,3-葡聚糖和β-1,6-葡聚糖),我们发现Snf1蛋白能够影响这些基因的表达,并证实它通过Mpk-SBF信号通路调控细胞壁中β-葡聚糖的合成。 SBF复合物能够激活细胞壁相关基因的表达。snf△、swi6△、swi△突变菌株对荧光白(CFW)和刚果红等敏感,表明这些突变菌株的细胞壁合成存在缺陷。之前的研究表明,Snf1与Swi6蛋白存在相互作用,而Snf1能够将Swi6蛋白760位的丝氨酸磷酸化,磷酸化的Swi6能够使Swi4的蛋白分子内的自主抑制区域与C端的DNA结合区域分离,从而使Swi4能够与DNA结合。我们推测Snf1是通过SBF复合物调控细胞壁中β-1,3-葡聚糖和β-1,6-葡聚糖的合成的。