论文部分内容阅读
sgf73基因编码转录辅因子SAGA复合物中的Sgf73蛋白亚基,参与异染色质的组装,同时具有转录共激活因子活性;psp3基因编码液泡丝氨酸蛋白酶Psp3,参与液泡蛋白的水解加工;rpl1001基因编码核糖体L10e家族蛋白,参与胞质翻译、含蛋白质的复合物的组装和核糖体生物发生中大亚基的组装等。根据基因功能的不同,裂殖酵母基因的敲除可能会导致菌株生长缓慢,在有丝分裂中出现染色体、纺锤体、肌动蛋白缺陷。本文以裂殖酵母（Schizosaccharomyces pombe）为材料,在sgf73、psp3和rpl1001基因分别缺失的条件下,采用氮缺乏的实验手段探究裂殖酵母减数分裂产孢的缺陷;采用荧光蛋白标记和活细胞成像的方法探究有丝分裂中染色体、纺锤体和肌动蛋白的动力学变化。实验结果如下:（1）sgf73、psp3、rpl1001基因缺失后导致菌株生长缓慢,rpl1001基因缺失后对菌株的生长影响更大。sgf73Δ、psp3Δ菌株在2 h后与野生型菌株开始有显著差异,并在6 h后有极显著差异;rpl1001Δ菌株在6 h后与野生型开始有显著差异。（2）sgf73Δ、psp3Δ菌株在基因缺失后产孢数量极显著减少,其中psp3基因影响更大。rpl1001Δ菌株产孢数量极显著增加,2.27±0.23%产生8个孢子。（3）微管统计结果显示,sgf73基因缺失后在分裂间期产生3根和4根微管的菌株极显著和显著减少,产生5根微管的菌株极显著增加,56.67±10.41%产生个5根微管。psp3基因缺失后产生4根微管的菌株极显著减少,产生5、6根微管的菌株极显著增加,80%的菌株产生4根以上的微管;rpl1001基因缺失后产生3根微管的菌株显著增加,且微管长度极显著增加。说明sgf73和psp3基因缺失后导致菌株的微管数增加,其中psp3基因更加明显;rpl1001基因缺失后导致微管数减少,微管长度增加。（4）sgf73基因缺失后菌株出现长时间的单极纺锤体和染色体分离不均;psp3基因缺失后出现染色体破碎、细胞链、纺锤体弯曲折叠;rpl1001基因缺失后出现染色体破碎和分离不均的缺陷。说明sgf73基因敲除对染色体的均分不利,psp3、rpl1001基因敲除对染色体的完整性不利。（5）纺锤体伸长时间结果显示,sgf73、psp3基因敲除后极显著延长了纺锤体伸长时间,其中psp3Δ菌株用时更长,而rpl1001基因敲除极显著缩短了纺锤体伸长时间。sgf73Δ菌株中期、后期时间分别显著和极显著延长,psp3Δ菌株前期、后期时间分别极显著和显著延长,rpl1001Δ菌株中期、后期时间极显著缩短。sgf73Δ菌株后期纺锤体伸长速率极显著降低,psp3Δ菌株前期、后期伸长速率显著降低,rpl1001Δ菌株后期伸长速率极显著加快。综上,sgf73、psp3基因缺失会导致菌株纺锤体伸长时间延长、速率降低,sgf73Δ菌株体现在中后期,psp3Δ菌株体现前后期;而rpl1001基因缺失反而缩短了菌株中后期的时间,加快了后期纺锤体伸长速率。（6）纺锤体统计结果显示,sgf73基因缺失对纺锤体的形成影响较大,rpl1001Δ缺失对纺锤体的断裂影响较大。sgf73Δ、psp3Δ菌株除棒状（Bar）纺锤体外,分别有45%、30%形成点状（Dot）纺锤体和单极（Mono）纺锤体,rpl1001Δ菌株30%产生单极（Mono）纺锤体。在纺锤体断裂时,psp3Δ和rpl1001Δ菌株中分别有41.67%±2.89和81.67±2.89%是直线型（Linear-type）断裂,sgf73Δ菌株纺锤体断裂无显著变化。（7）细胞形态结果分析得出,psp3基因缺失后对细胞形态有较大影响。sgf73Δ菌株细胞长度在有丝分裂每个时期都与野生型具有显著差异,sgf73Δ菌株细胞宽度在多个时间点与野生型具有显著和极显著差异,且在分裂末期细胞长宽比与野生型具有极显著差异。psp3Δ菌株细胞长度和宽度在每一个时间均与野生型具有极显著差异（P<0.01）。rpl1001Δ菌株除了分裂末期与野生型细胞长度有显著差异（P<0.05）,在其余时间点均与野生型细胞长度具有极显著差异,并且rpl1001Δ菌株在每一个时间点的细胞宽度均与野生型有极显著差异（P<0.01）,在分裂末期细胞长宽比与野生型具有极显著差异（P<0.01）。（8）sgf73Δ、psp3Δ和rpl1001Δ菌株中肌动蛋白收缩环停留的时间均与野生型具有极显著差异（P<0.01）;sgf73Δ和psp3Δ菌株肌动蛋白收缩环收缩时间与野生型具有显著（P<0.05）和极显著差异（P<0.01）,其中psp3Δ菌株肌动蛋白停留和收缩的时间均比sgf73Δ和rpl1001Δ菌株更长。同时,sgf73Δ和psp3Δ菌株中肌动蛋白收缩环速率与野生型具有极显著差异（P<0.01）。说明psp3基因敲除对肌动蛋白收缩环的影响较大。本课题揭示了sgf73、psp3、rpl1001基因分别敲除后细胞形态和染色体、纺锤体、肌动蛋白动力学发生的变化和缺陷,为进一步研究sgf73Δ、psp3Δ、rpl1001Δ菌株染色体、纺锤体、肌动蛋白细胞动力学的具体作用机制提供一定的依据,为人类攻克相关疾病提供理论支撑。