线虫中SKN-1的应激反应研究及涉及自我吞噬的新基因的筛选

摘要

线虫中转录因子SKN-1既会增强氧化压力抗性,又对延长寿命发挥了一定的作用。SKN-1通过上调与脱毒、清除体内自由基以及其他氧化活性分子有关的基因的转录水平,进而去抵抗氧化压力对细胞造成的损伤。SKN-1的这个典型的抗击氧化压力的反应是进化保守的。在本篇论文中我们揭示了SKN-1在维护细胞中的压力防御中具有更广泛和复杂的作用。当蛋白质合成或降解过程遭到破坏时,SKN-1协调特异的保护机制去缓和蛋白质稳态不平衡的局面。当蛋白质的翻译起始或者延伸过程被扰乱时,SKN-1上调保护细胞的基因,进而增加细胞自身的压力抗性。当蛋白酶体基因的表达和活性受损时,SKN-1激活多个蛋白酶体亚基的表达。此外,在正常状态的肠组织中,SKN-1在维持泛素-蛋白酶体系统(ubiquitin-proteasomesystem,UPS)活性中发挥了作用。当蛋白酶体的活性被抑制时,SKN-1对线虫的存活具有至关重要的作用。然而,在翻译延伸被干扰的时候,SKN-1却不会上调蛋白酶体基因的转录,相反,在这个时候UPS的活性却是降低的。这些结果揭示了UPS活性依赖于完整的翻译延伸因子复合物。通过酵母中遗传和生化的研究表明蛋白质合成和降解是偶联的过程。综上所述,SKN-1在正常生理状态或者UPS系统被干扰时,在增加蛋白酶体表达和UPS活性中发挥了关键的组织特异性的作用,同时,在蛋白质合成被干扰的情况下,SKN-1可以协调细胞内的维持蛋白质稳态的各种不同的信号通路。SKN-1介导的压力反应的特异性,连同明显的协调UPS和翻译延伸的功能一起,都对压力状态下或者疾病环境中蛋白质稳态的维持发挥了重要的作用。我们的数据揭示了SKN-1不仅可以通过增加压力抗性来促进生命的延长,还可能通过维持蛋白质稳态来达到长寿的效果。
　　蛋白质降解过程是真核细胞中蛋白质质量控制体系中的一个重要组成部分。在真核生物中,蛋白质降解的两条主要通路分别是泛素-蛋白酶体系统和自噬。在饥饿等不利的生存条件下,自噬为细胞和生物体提供重建、再生和修复的原材料和能量,进而促进机体的存活。本文通过RNAi筛选实验鉴定了线虫中45个基因可能调节自噬过程,其中包括33个正调节子和12个负调节子。

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1 绪 论

1.1 秀丽隐杆线虫的概述

1.2 线虫中转录因子SKN-1的研究现状

1.3 蛋白质稳态

1.4 自噬

1.5 本课题的研究内容

2 实验原理与方法

2.1 线虫的培养

2.2 RNA干扰

2.3 实时荧光定量反转录PCR

2.4 寿命分析

2.5 在体蛋白酶体活性实验

2.6 胶内蛋白酶体活性实验

3 SKN-1应对蛋白质稳态紊乱的应激反应研究

3.1 引言

3.2 材料与方法

3.3 结果分析

3.4 结果讨论

4 线虫中涉及自噬的新基因的筛选

4.1 引言

4.2 材料与方法

4.3 结果分析

4.4 讨论与展望

致谢

参考文献

附录1 在攻读博士学位期间发表的学术论文

附录2 主要符号和缩略词表