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线粒体功能受线粒体基因、核基因以及环境因素等调控。酵母线粒体15SrRNAC1477G是人线粒体12SrRNAA1555G的同源突变，A1555G突变被认为是氨基糖苷类抗生素诱导及非综合征耳聋的重要因素之一，但是仅有A1555G突变并不一定导致耳聋发生，还与核修饰基因、氨基糖苷类抗生素等密切相关。以前的研究主要针对单个因素，或者线粒体基因与核基因、线粒体基因与环境因素两者之间的作用，有关三者间的相互作用及致病机制尚不明确。
本论文以酵母为模型，利用已构建的线粒体15SrRNA野生型(PS)、C1477G突变型(PR)，和/或核修饰基因MSS1野生型(MSS1)、突变型(mss1)四种菌株:MSS1(Ps)、mss1(Ps)、MSS1(PR)、和mss1(PR)，观察它们在葡萄糖培养基(GYP)中的氨基糖苷类抗生素敏感性。结果显示:携野生型线粒体DNA(PS)时，MSS1突变与否并不影响酵母菌株的正常生长，即表现为新霉素不敏感性。携线粒体15SrRNAC1477G突变(PR)时，MSS1野生型菌株MSS1(PR)的生长受到显著抑制，即表现为新霉素敏感性;而MSS1突变型菌株mss1(PR)的生长也受到抑制，但抑制程度较低，表现为新霉素敏感性下降。因此，我们提出研究假说:MSS1基因突变降低了酵母mtDNAC1477G突变引起的新霉素敏感性。进而深入研究了mtDNAC1477G突变、核修饰基因MSS1和氨基糖甙类抗生素三者间的相互作用，初步揭示其表型表达的调控机制。主要内容如下:
1、携线粒体15SrRNAC1477G突变菌株表现出新霉素敏感性表型。携mtDNAC1477G突变的菌株，在含新霉素的葡萄糖培养基中氧气消耗速率相比在葡萄糖培养基中降低了约60％，有极显著性变化，表明线粒体功能出现了障碍;另外，在含新霉素的培养基中，菌株糖酵解途径中(己)糖激酶基因HXK2的表达显著性降低，丙酮酸激酶基因PYK1的表达极显著性降低，进而降低了菌株的糖酵解作用。菌株线粒体功能的障碍和糖酵解作用的降低，使其不能有充足的能量维持生长，从而表现出新霉素敏感性的表型。
2、核修饰基因MSS1突变抑制了线粒体15SrRNAC1477G突变相关的菌株新霉素敏感性。在含新霉素的葡萄糖培养基中，相比携mtDNAC1477G突变的菌株的氧气消耗速率，同时携C1477G突变与MSS1基因突变的菌株mss1(PR)氧气消耗速率降低了约61.6％，有极显著性变化;线粒体基因的表达也出现了不同水平的降低，这说明菌株的线粒体功能进一步降低。但是，糖酵解途径三个关键性激酶基因的mRNA表达增高，其中PFK1和PYK1基因的表达极显著性增高，HXK2的表达显著性增高，促进了糖酵解作用，产生的能量弥补了线粒体功能缺陷而导致的能量减少，并且维持了菌株生长所需的能量，表现出新霉素不敏感性的表型。另一方面，菌株mss1(PR)新霉素抗性基因NEO1，NEO6和NEO7的表达水平没有显著性变化，新霉素的摄入量也没有显著变化，这表明新霉素抗性基因的表达及新霉素的摄取与MSS1基因突变抑制mtDNAC1477G突变相关的新霉素敏感性无关。
3、HAP(heme-activatedprotein)复合体中的HAP5介导mss1(PR)菌株中的糖酵解水平提高。在含新霉素的培养基中，mss1(PR)菌株中HAP复合体中HAP5的mRNA表达显著性增加，上调了糖酵解基因的转录因子GCR1等的表达，进而使糖酵解基因的表达增加(如糖酵解关键性激酶基因HXK2，PFK1和PYK1)，促进其糖酵解作用。通过构建HAP5基因敲除及过表达菌株，相关菌株的新霉素敏感性的表型更加明显或者减弱。
本研究首次初步阐释了线粒体基因C1477G突变，核修饰基因MSS1与环境因素新霉素三者的相互作用，为以后的三者研究提供了模型，另外对人类线粒体疾病如携A1555G突变的母系遗传性耳聋的研究提供了新的思路。