酿酒酵母ADE13基因缺失致死表型的遗传学基础

摘要

酿酒酵母腺嘌呤从头合成的代谢途径中，基因ADE13是必需基因，它的缺失可以导致酿酒酵母细胞的死亡，该基因编码的腺苷酸琥珀酸裂解酶主要催化腺嘌呤代谢途径中的两步反应，即由SAICAR生成AICAR的反应，以及由succinyl-AMP生成AMP的反应。基因ADE1和ADE12分别是这两步代谢反应的上游基因，都为非必需基因。基因BAS1编码调控该代谢途径的一个转录因子，为非必需基因。
　　 本研究通过同源重组法，在酿酒酵母菌株内敲除基因BAS1，同时敲除必需基因ADE13,细胞仍然可以生长，并且测得的生长速度为Y2268菌株生长速度的77.36％。进一步的研究表明，通过敲除上游基因ADE1同样可以挽救必需基因ADE13的缺失致死表型，且测得的生长速度为Y2268菌株生长速度的76.50％。而敲除另外一个上游基因ADE12则不能挽救必需基因ADE13的缺失致死表型。由此可以推断必需基因ADE13的缺失，使得细胞内积累了腺苷酸琥珀酸裂解酶的作用底物SAICAR，该物质对酿酒酵母细胞可能产生细胞毒性，使得细胞死亡。而敲除基因BAS1可以抑制基因ADE13的表达，解除物质SAICAR的积累，因此可以挽救基因ADE13的缺失致死表型。
　　 本研究作为酿酒酵母遗传学的基础理论研究，可以启示我们：某些必需基因，它们自身的功能可能并不是细胞正常生存不可或缺的，它的缺失导致细胞死亡，有可能是由于该基因缺失后，使得细胞内其他基因的功能受到影响，或者使得细胞内积累了某些细胞毒性物质，导致细胞死亡。本研究不仅为遗传学中必需基因等基本概念提供理论参考价值，为进一步的遗传学研究以及腺嘌呤代谢途径的研究提供方法依据和理论基础，而且有助于更深入一步的认识基因间相互作用关系。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 前言

1.1引言

1.2本论文的主要研究内容及意义

第二章 基因BAS1的敲除挽救必需基因ABE13的缺失致死表型

2.1研究目的

2.2实验材料

2.3实验方法

2.4实验结果

2.5小结与讨论

第三章 基因BAS1的敲除抑制腺嘌呤合成途径相关基因的表达

3.1研究目的

3.2实验材料

3.3实验方法

3.4实验结果

3.5小结与讨论

第四章 基因ADE12的敲除不能挽救必需基因ADE13的缺失致死表型

4.1研究目的

4.2实验材料

4.3实验方法

4.4实验结果

4.5小结与讨论

第五章 基因ADE1的敲除挽救必需基因4DE13的缺失致死表型

5.1研究目的

5.2实验材料

5.3实验方法

5.4实验结果

5.5小结与讨论

第六章 总结与展望

6.1论文总结

6.2展望

参考文献

附录

致谢