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棘尾虫(Stylonychia)是一种常见的淡水纤毛虫,广泛分布于水生植物丰富的池塘、河流和沼泽水域。作为一种采集方便的单细胞真核生物,浮萍棘尾虫(Stylonychia lemnae)具有对环境变化敏感,且容易培养等特点,是开展真核生物重要生命特征研究的良好材料。表皮生长因子(epidermal growth factor,EGF),是一种由53个氨基酸残基组成的小肽,一种多功能的生长因子,目前发现它具有提高细胞内DNA拓扑异构酶活性,和促进一些与增殖有关的基因表达的功能。在体内外对多种组织细胞有强烈的促分裂作用。本研究,以浮萍棘尾虫为研究对象,在掌握了其生长规律的基础上,将其暴露在一定浓度的EGF下,观察EGF对棘尾虫产生的影响,并通过转录组测序方法,分析棘尾虫在EGF暴露下及不同生长阶段下的基因表达情况,在基因组水平上探讨了EGF对棘尾虫分子作用机理。研究结果如下:1.建立了浮萍棘尾虫的生长曲线。在24孔板中培养棘尾虫,设置了不同的接种密度定期计数,经过多次重复实验,计算了棘尾虫在该体系下的代时为18h左右。并找到了在24孔板中的最佳接种密度,即接种密度为30cells/ml时,在96h左右分裂速度最快,密度为1500-2500cells/ml,到108h时数目达到最高峰,密度为4000-5000cells/ml,120h进入衰亡期密度下降为1200cells/ml左右。此生长趋势最稳定,生长周期长短最合适,利于观察研究棘尾虫的分裂增殖以及EGF对棘尾虫产生的影响。2.发现了EGF对棘尾虫二分裂具有促进作用。分别用不同浓度的EGF作用于棘尾虫,发现在10u g/ml EGF浓度下,浮萍棘尾虫增殖速度明显增加:当接种密度为30cells/ml时,对照组的代时计算结果为19h,而实验组的代时缩短为17h,且在对数期、平台期和衰亡期的细胞密度都要大于对照组。3.探讨了EGF对棘尾虫的分子作用机理。选择了96h(对数期)、108h(平台期)和120h(衰亡期)的细胞进行转录组测序,来分析EGF促进棘尾虫分裂增殖的分子作用机理。首先从基因水平上了解到棘尾虫生长趋势中每个时期的特点。结果表明:对数生长期,由于EGF的作用一些高表达的基因主要包括在转录过程、核小体组装、染色体组织和蛋白质折叠等过程中,说明该时期的细胞生命力最旺盛细胞内各物质的合成最多;平台期,蛋白折叠,生物合成过程,氧化还原过程,辅酶代谢过程,糖代谢过程,细胞酮代谢过程,乙醇代谢过程等。平台期细胞密度最大,细胞感受到空间不足、呼吸、p H等各方面的压力,为适应环境会产生一些变化;衰亡期,差异基因富集在,DNA代谢,微管蛋白结合,微管细胞骨架,DNA修复,压力应答反应,DNA构象变化,此时代谢产物的积累、毒物的积累死亡数目大于分裂数目。在此基础上进一步探讨了EGF对浮萍棘尾虫分裂增殖影响和EGF作用于棘尾虫的分子机理。发现了被EGF调节的一些生物过程和代谢通路,例如信号转导过程,钙离子运输,MAPK信号通路,钙离子信号转导通路,p53信号通路等。这些新的发现解释了EGF促进棘尾虫二分裂的分子作用机理,也为棘尾虫和EGF的研究提供了新的线索。