酿酒酵母PMT1与PMT3双基因缺失对细胞寿命的影响

研究蛋白质O-甘露糖转移酶(Protein O-mannosyltransferase,PMT)家族中PMT3基因缺失,以及PMT1与PMT3双基因缺失对酵母细胞复制性寿命的影响。采用一步基因置换法构建PMT3基因缺失酵母菌株(pmt3Δ),基于基因同源重组的原理,构建PMT1和PMT3双基因缺失酵母菌株(pmt1Δpmt3Δ);显微镜下分离和计数酵母子细胞的数目,统计酵母细胞复制性寿命。与野生型酵母细胞的平均复制性寿命(26代)比较,pmt3Δ菌株(24代,P0.05)和pmt1Δpmt3Δ菌株(25代,P0.05)的平均寿命均无明显变化,差异无统计学意义。酵母PMT3单基因缺失,以及PMT1和PMT3双基因缺失均不影响细胞的复制性寿命。     

酿酒酵母PMT6基因缺失对细胞寿命的影响

[目的]构建蛋白质O-甘露糖转移酶(Protein O-mannosyltransferase)-6基因缺失酵母菌株,研究其对细胞寿命的影响。[方法]以pRS306质粒为模板,采用一步基因置换方法构建PMT6基因缺失菌株(pmt6Δ);光学显微镜下分离和计数酵母母细胞产生子细胞的数目,检测酵母细胞的复制性寿命;在热量限制条件下(含0.5%葡萄糖培养基),检测酵母细胞分裂增殖速度。[结果]成功构建pmt6Δ菌株;与对照组酵母细胞的复制性寿命(25.2代)比较,pmt6Δ菌株的寿命(25.4代)无明显变化(P0.05);在热量限制条件下,pmt6Δ菌株的生长曲线低平,细胞分裂增殖减慢。[结论]PMT6基因不参与酵母细胞复制性寿命的调控,而热量限制影响PMT6基因缺失细胞的分裂增殖能力。     

酵母PMT1和TED1基因在细胞壁应激反应中的作用

实验室前期研究表明,蛋白质O-甘露糖转移酶1 (Protein O-mannosyltransferase 1,Pmt1p) 和Ted1p（Traffcking of Emp24p/Erv25p-dependent cargo disrupted）在细胞寿命和内质网应激反应方面存在相互调控关系。进一步研究酵母Pmt1p和Ted1p在细胞壁应激反应中（诱导剂为荧光增白剂或刚果红）的作用。观察PMT1基因缺失（pmt1Δ）酵母菌株和TED1基因缺失（ted1Δ）酵母菌株,以及PMT1和TED1双基因缺失（pmt1Δ ted1Δ）酵母菌株在细胞壁应激反应条件下的克隆形成能力和细胞分裂增殖活性;qRT-PCR检测细胞壁应激反应通路中Slt2p、Ssd1p和Mpt5p等效应蛋白的转录水平。结果表明,在细胞壁应激反应条件下,与对照菌株的生长状态比较,pmt1Δ菌株生长缓慢,ted1Δ菌株生长较快;进一步缺失PMT1基因使得ted1Δ菌株生长缓慢。与对照菌株中效应蛋白的转录水平比较,pmt1Δ菌株和pmt1Δted1Δ菌株中SLT2、SSD1和MPT5基因的转录水平明显上调,ted1Δ菌株中的无明显变化;与pmt1Δ菌株比较,pmt1Δted1Δ菌株中SLT2和MPT5表达明显下调,SSD1表达无明显变化。缺失TED1基因增强酵母细胞对细胞壁应激反应的抵抗性;进一步缺失PMT1基因增强ted1Δ菌株对应激反应的敏感性,上调细胞壁应激反应通路中效应蛋白的转录表达水平。     

酵母PMT1基因参与内质网应激的调控机制

【目的】内质网应激(Endoplasmic reticulum stress,ERS)可激活细胞保护性信号级联反应——未折叠蛋白质反应(Unfolded protein response,UPR)。研究表明,酵母细胞中的UPR信号通路由转录因子Hac1p和ERS感应因子Ire1p共同介导。前期研究发现:蛋白质-O-甘露糖转移酶1(Protein-O-mannosyltransferase 1,PMT1)基因缺失能延长酵母细胞的复制性寿命,其机制与上调UPR通路活性相关。本文进一步探讨PMT1基因缺失在酵母ERS反应中的作用。【方法】观察PMT1基因与IRE1或HAC1基因双缺失酵母菌株(pmt1?hac1?和pmt1?ire1?)在ERS反应条件下的克隆形成能力;通过比色法检测各菌株的细胞增殖活性;RT-PCR检测各菌株UPR通路下游部分靶基因的转录水平。【结果】与对照菌株比较,PMT1基因缺失菌株(pmt1?)在ERS反应条件下生长较慢,而HAC1和IRE1单基因缺失菌株(hac1?和ire1?)在ERS反应条件下无法存活;在hac1?或ire1?菌株的基础上进一步缺失PMT1基因,可以改善hac1?菌株在ERS反应条件下的生长状态;但缺失PMT1基因没有上调hac1?菌株UPR通路靶基因的转录水平。【结论】缺失PMT1基因可增强hac1?菌株对ERS诱导剂衣霉素的抗性,机制与已知的UPR通路不相关,提示可能存在其它途径参与ERS反应的调控。     

巴斯德毕赤酵母Orm1蛋白在细胞生长和内质网功能维持方面的功能

【目的】鉴定巴斯德毕赤酵母ORM1基因;研究ORM1基因缺失对毕赤酵母生长、内质网压力应答、细胞钙稳态调节和活性氧水平等方面的影响。【方法】利用生物信息学软件对毕赤酵母Orm1蛋白进行序列比对和分析;利用PCR介导的同源重组法构建orm1Δ缺失菌株,将回补质粒p IB1-ORM1转入orm1Δ菌株构建回补菌株;研究ORM1基因缺失对毕赤酵母生长的影响;以Fluo-3 AM染色法测定胞质钙含量;以DCFH-DA染色法分析胞内活性氧水平;以实时荧光定量PCR技术研究ORM1基因缺失对毕赤酵母非折叠蛋白应答、钙稳态和抗氧化系统基因表达的影响;使用试剂盒分析毕赤酵母抗氧化系统过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性及谷胱甘肽(GSH)的含量。【结果】在毕赤酵母基因组数据库中比对出酿酒酵母Orm1和Orm2的同源蛋白,并将该蛋白编码基因命名为ORM1;毕赤酵母ORM1基因缺失导致细胞生长受到明显抑制,对衣霉素引起的内质网压力敏感性增强,非折叠蛋白应答激活,细胞钙稳态紊乱,活性氧积累,抗氧化系统激活。【结论】由于非折叠蛋白应答、钙稳态调节、活性氧积累等均与内质网功能息息相关,因此,巴斯德毕赤酵母ORM1基因编码的Orm1蛋白在细胞生长及内质网正常功能的维持过程中发挥重要作用。     

SRO9基因参与调控酿酒酵母内质网应激反应

【目的】研究酵母SRO9基因在内质网应激(Endoplasmic reticulum stress,ERS)中的作用。【方法】利用PCR介导的同源重组方法构建SRO9基因缺失菌株,检测其在内质网应激诱导剂衣霉素处理条件下的克隆形成能力;通过比色法检测细胞内的H2O2含量,超氧化物歧化酶SOD活性和细胞增殖能力;通过实时荧光定量PCR检测内质网应激靶基因和超氧化物歧化酶编码基因SOD1及SOD2的转录水平。【结果】相对于野生型酵母菌株,SRO9基因缺失酵母菌株对内质网应激诱导剂衣霉素的抗性增强,参与内质网应激反应的靶基因转录上调;细胞内H2O2含量下降,SOD1、SOD2转录水平降低,总SOD活性降低;对氧化剂CHP和VK3的抵抗性减弱,复制寿命明显缩短。【结论】SRO9基因缺失酵母细胞对内质网应激诱导剂衣霉素的抗性增强,原因可能是由于SRO9基因缺失激活了细胞的内质网应激反应。     

酵母SOD1基因缺失突变体应答刚果红胁迫的转录组学分析（英文）

SOD1基因编码的铜锌超氧化物歧化酶是酵母细胞中最重要的抗氧化酶.前期研究发现,SOD1基因缺失(sod1Δ)导致酵母细胞对真菌细胞壁抑制剂刚果红(Congo red,CR)的敏感性增加,提示细胞抗氧化能力与细胞壁稳定性相关.本研究采用酵母全基因组表达谱芯片,比较了CR胁迫条件下,野生型酵母细胞和sod1Δ酵母细胞的转录表达谱.结果表明,与野生型酵母细胞相比,sod1Δ酵母细胞中260个基因发生了显著差异表达(140个基因表达上调、120个基因表达下调).随机选取12个差异表达基因采用定量PCR验证,结果与芯片分析结果一致.差异表达基因功能主要涉及细胞壁(几丁质合成)、细胞代谢、细胞防御(抗氧化和热冲击蛋白)、蛋白质合成以及大量功能未知基因.进一步研究发现,CR处理后,细胞壁几丁质含量和细胞内氧化应激指标丙二醛(MDA)含量在sod1Δ酵母细胞中显著升高,而在野生型酵母细胞中无明显变化,与芯片筛选差异表达基因的生物学功能分析结果一致.本研究提供了在全基因组水平上对SOD1基因与细胞壁应激反应之间关联的新认识.     

酿酒酵母Sfi1p的结构及生物学功能

纺锤体极体(spindle pole body,SPB)是酵母细胞的微管组织中心,它在细胞分裂及细胞遗传稳定性的维持过程中起着极其重要的作用,是细胞生物学领域热门的研究方向.Sfi1p是酿酒酵母SPB的必需蛋白并且横跨整个半桥,该蛋白与SPB的复制有关,它的缺失或突变会导致SPB复制失败,在哺乳动物的中心体也存在酵母Sfi1p的同源蛋白.本文系统的介绍了酵母Sfi1p及其在人类中心体中的同源蛋白hSfi1p的结构特征,并且阐明了Sfi1p在SPB复制与分离、核配及生孢等细胞周期过程中的作用.对Sfi1p的功能研究,将有助于解决SPB研究过程中重要的科学问题,同时为中心体中Sfi1p同源蛋白的功能研究提供良好的借鉴.     

肠炎沙门氏菌ssrAB、hilA、hilD基因缺失菌株的构建及其生物学特性

【背景】沙门氏菌(Salmonella)是重要的人畜共患病原菌,由于耐药菌株的不断出现,新型防治方法的研究迫在眉睫。【目的】探究ssrAB、hilA、hilD基因对肠炎沙门氏菌致病作用的影响,筛选安全可靠的沙门氏菌减毒活疫苗或载体用菌株。【方法】采用自杀性质粒介导的同源重组技术,分别构建ssrAB、hilA、hilD单基因缺失株(ΔssrAB、ΔhilA、ΔhilD)、双基因缺失株(ΔssrABhilA、ΔssrABhilD、ΔhilAhilD)和三基因缺失株(ΔssrABhilAhilD),并比较上述缺失菌株与亲本菌株间生物学特性的差异。【结果】基因缺失后菌株的生长速率无显著变化(P0.05);除ΔhilD生物膜形成能力最强外,其他基因缺失菌株生物膜形成能力变化不显著(P0.05);ΔssrABhilAhilD和ΔssrABhilA的LD50值最高,ΔssrAB、ΔhilA、ΔhilD次之;亲本菌株引起的小鼠十二指肠的病变程度较所有缺失菌株明显严重;在所有缺失菌株中,ΔssrABhilAhilD对HeLa细胞的黏附力最低,ΔhilD在小鼠体内的定殖率最高;而机体分泌IL-1、IL-18、IFN-γ的能力与沙门氏菌ssrAB、hilA、hilD基因无显著相关性(P0.05)。【结论】构建的7株基因缺失株中,ΔssrAB、ΔhilA、ΔhilD、ΔssrABhilA和ΔssrABhilAhilD有致病力低、生长速率良好、能有效刺激细胞因子产生等特性,具备作为沙门氏菌减毒活疫苗或载体的潜质。     

热带假丝酵母脂肪醛脱氢酶基因CtAld1和CtAld2的功能评价

【目的】热带假丝酵母是发酵法生产二元酸的重要工业菌株,具有较高的ω-氧化活性。脂肪醛脱氢酶在ω-氧化途径中起重要作用,催化脂肪醛生成脂肪酸,但其具体催化功能及对细胞生理影响还未被系统研究。本文通过删除脂肪醛脱氢酶基因CtAld1和CtAld2鉴定了其在ω-氧化途径中的功能。【方法】通过基因组信息挖掘获得热带假丝酵母脂肪醛脱氢酶基因CtAld1和CtAld2序列,在此基础上,通过同源重组敲除CtAld1和CtAld2基因。考察突变株的生长和胞内脂肪醛脱氢酶活性变化,并评价CtAld1和CtAld2基因敲除对细胞二元酸合成能力的影响。【结果】分别获得了热带假丝酵母突变株XZX-1(ΔCtAld1/ΔCtAld1)、XZX-2(ΔCtAld2/ΔCtAld2)和XZX-12(ΔCtAld1/ΔCtAld1,ΔCtAld2/ΔCtAld2)。在以十二烷为唯一碳源的培养基中,敲除CtAld2基因显著抑制细胞的生长,胞内脂肪醛脱氢酶活性降低为出发菌株的30%;敲除CtAld1基因尽管会使细胞损失一部分醛脱氢酶活性,但能够一定程度地提升细胞在十二烷中的生长性能。敲除CtAld1或CtAld2会降低菌株二元酸产量,组合敲除CtAld1和CtAld2严重削弱菌株十二碳二元酸的合成能力。【结论】CtAld2对热带假丝酵母细胞的生长和十二碳二元酸的合成具有重要作用,缺失CtAld1或CtAld2基因降低细胞的二元酸合成能力。CtAld1和CtAld2可作为热带假丝酵母ω-氧化途径代谢工程改造的潜在靶点。     

Genome Analysis inNeurospora crassa;Cloning of Four Lociarginine-1(arg-1),methionine-6(met-6),unknown-7(un-7), andribosome production-1(rip-1) and Associated Chromosome Walking

We have cloned fourNeurospora crassagenes by complementation analysis. Cloned genes include thearginine-1(arg-1),methionine-6(met-6),unknown-7(un-7), andribosome production-1(rip-1) loci. Chromosome walks were initiated in ordered cosmid libraries from the cloned loci. A total of about 700 kb of theNeurosporagenome is covered in these walks.     

Oenothera mitochondrial orf454, a gene involved in cytochrome c biogenesis corresponds to orf169 and orf322 of Marchantia

We have characterized a mitochondrial gene in Oenothera, designated orf454, capable of encoding a component of the cytochrome c biogenesis system. This open reading frame is interrupted by an intron of 941 nucleotides showing high similarity to a group II intron residing in the rpl2 gene. RNA editing, which is observed at 18 cytidine positions within the orf454 reading frame, improves the similarity to protein-coding sequences in bacteria and higher plants and removes the last 16 amino acids. orf454 also shows high sequence similarity to two overlapping reading frames (orf169 and orf322) of Marchantia mitochondria. These ORFs belong to an operon-like cluster of genes in the liverwort that is not conserved in Oenothera mitochondria. However, in bacteria these reading frames are organized like the Marchantia gene cluster. It has been shown by genetical analysis in Rhodobacter capsulatus that these genes are essential for cytochrome c biogenesis. Genes of bacterial operons — ccl1 in Rhodobacter and yejR and nrfE in Escherichia coli — show high sequence similarity to the mitochondrial reading frames orf577 and orf454 of Oenothera. orf454, which we describe here, is homologous to the C-terminal region of these bacterial genes, while the previously described orf577 is homologous to the N-terminal region.     

甘菊ClHSP70与ClHSP90基因的克隆及表达分析

该研究以甘菊(Chrysanthemum lavandulifolium)为实验材料,通过RT-PCR方法从甘菊转录组数据中分离出热激蛋白合成相关基因,命名为ClHSP70和ClHSP90。序列分析表明,ClHSP70基因ORF全长为2 559bp,编码852个氨基酸,蛋白功能区预测表明含有典型的HSP70蛋白NBD和SBD保守结构域;ClHSP90基因ORF全长为2 094bp,编码697个氨基酸,含有HATPase结构域和HSP90保守结构域。生物信息学分析表明,甘菊ClHSP70与大豆(Glycine max)和烟草(Nicotiana tomentosiformis)HSP70蛋白有较高的一致性,ClHSP90基因编码的氨基酸序列与紫茎泽兰(Ageratina adenophora)HSP90高度相似;实时荧光定量表达分析表明,在42℃处理不同时间,甘菊叶片中ClHSP70和ClHSP90基因表达均在0.5h时显著增加,1h达到最大值,2h后缓慢下降;不同组织表达分析表明,甘菊在42℃处理1h后,ClHSP70在成熟叶中的表达量显著高于嫩叶和根等其他组织;ClHSP90在成熟茎中的表达量最高。研究说明,ClHSP70和ClHSP90基因具有热激蛋白特征,参与了甘菊热胁迫应答过程,该研究结果为以后深入研究其基因功能奠定了基础。     

TFS1: A suppressor of cdc25 mutations in Saccharomyces cerevisiae

Summary The TFS1 gene of Saccharomyces cerevisiae is a dosage-dependent suppressor of cdc25 mutations. Overexpression of TFS1 does not alleviate defects of temperature-sensitive adenylyl cyclase (cdc35) or ras2 disruption mutations. The ability of TFS1 to suppress cdc25 is allele specific: the temperature-sensitive cdc25-1 mutation is suppressed efficiently but the cdc25-5 mutation and two disruption mutations are only partially suppressed. TFS1 maps to a previously undefined locus on chromosome XII between RDN1 and CDC42. The DNA sequence of TFS1 contains a single long open reading frame encoding a 219 amino acid polypeptide that is similar in sequence to two mammalian brain proteins. Insertion and deletion mutations in TFS1 are haploviable, indicating that TFS1 is not essential for growth.     

An extragenic suppressor ofprp24-1 defines genetic interaction betweenPRP24 andPRP21 gene products ofSaccharomyces cerevisiae

The temperature-sensitiveprp24-1 mutation defines a gene product required for the first step in pre-mRNA splicing. PRP24 is probably a component of the U6 snRNP particle. We have applied genetic reversion analysis to identify proteins that interact with PRP24. Spontaneous revertants of the temperaturesensitive (ts)prp24-1 phenotype were analyzed for those that are due to extragenic suppression. We then extended our analysis to screen for suppressors that confer a distinct conditional phenotype. We have identified a temperature-sensitive extragenic suppressor, which was shown by genetic complementation analysis to be allelic toprp21-1. This suppressor,prp21-2, accumulates pre-mRNA at the non-permissive temperature, a phenotype similar to that ofprp21-1. prp21-2 completely suppresses the splicing defect and restores in vivo levels of the U6 snRNA in theprp24-1 strain. Genetic analysis of the suppressor showed thatprp21-2 is not a bypass suppressor ofprp24-1. The suppression ofprp24-1 byprp21-2 is gene specific and also allele specific with respect to both the loci. Genetic interactions with other components of the pre-spliceosome have also been studied. Our results indicate an interaction between PRP21, a component of the U2 snRNP, and PRP24, a component of the U6 snRNP. These results substantiate other data showing U2–U6 snRNA interactions.     

中国黑粉菌属和利罗黑粉菌属

黑粉菌属是Roussel 1806年建立的,全世界记载有三百余种,主要寄生于禾本科,是经济作物及牧草的重要致病菌·长期以来,对黑粉菌的邢子使用过各种名称,如厚垣孢子,冬孢子及黑粉孢子等.本文采用黑粉孢子以区别锈菌的冬孢子. 芳’(1979)在《中国真菌总汇》中列出黑粉菌属五十种及一个变型.作者经过显微结构和超显微结构的研究,承认其中二十九种为正确名称,八种及一变型为异名,顶黑粉菌(Ustilago acrearus Berk.)由于错拼而被废弃.埃地黑粉菌(Ustilago emodensis Berk.)被转移至利罗粉菌属(Liroa).另有十一种黑粉菌因缺少标本留待今后订正.自1979年以后,杨信东(1983)增加黑粉菌属二种我国新纪录,K.范基和郭林(1986)描述一新种,四种新纪录.在本文中,作者描述一新种:鸢尾蒜黑粉(Ustilago ixiolirii Guo L) ,孢子堆生在蒴果内,不开裂,黑色,粉末状.黑粉孢子球形,近球形,稀椭圆形, 12.5-21×10-21μm,黑褐色,壁厚1-1.Sμm,纹饰脑状.是迄今生在石蒜科植物上唯一黑粉菌的种,其它几种黑粉菌均属条黑粉菌属.本文增加七种我国新纪录.共计四十九种,寄生于六科四十四属植物,主要是禾本科和蓼科.这仅是黑粉菌属研究的初步报告,在全国范围内大量采集黑粉菌标本后,作者相信会有更多新种和我国新纪录被发现.利罗黑粉菌属(Liroa)是从黑粉菌属(Ustaligo)分出的,此属为单种属.     

Novel alleles ofcdc13 andcdc2 isolated as suppressors of mitotic catastrophe inSchizosaccharomyces pombe

Cell cycle control in the fission yeastSchizosaccharomyces pombe involves interplay amongst a number of regulatory molecules, including thecdc2, cdc13, cdc25, weel, andmik1 gene products. Cdc2, Cdc13, and Cdc25 act as positive regulators of cell cycle progression at the G2/M boundary, while Wee1 and Mik1 play a negative regulatory role. Here, we have screened for suppressors of the lethal premature entry into mitosis, termed mitotic catastrophe, which results from simultaneous loss of function of both Wee1 and Mik1. Through such a screen, we hoped to identify additional components of the cell cycle regulatory network, and/or G2/M-specific substrates of Cdc2. Although we did not identify such molecules, we isolated a number of alleles of bothcdc2 andcdc13, including a novel wee allele ofcdc2, cdc2-5w. Here, we characterizecdc2-5w and two alleles ofcdc13, which have implications for the understanding of details of the interactions amongst Cdc2, Cdc13, and Wee1.     

赤桉ACT1和ACT2基因的克隆与生物信息学分析

为了解赤桉(Eucalyptus camaldulensis)肌动蛋白(Actin)在生长发育过程中的功能,根据赤桉幼苗转录组数据库中的肌动蛋白基因序列,从赤桉嫩叶中克隆了2条Actin基因片段,并利用RACE技术获得Actin基因的全长cDNA,分别命名为ECACT1和EC-ACT2基因。生物信息学分析表明,这两条基因的全长cDNA分别为1533 bp和1387 bp,均含有1个编码377个氨基酸的开放阅读框。经比对分析,赤桉Actin蛋白的氨基酸序列与其他植物Actin蛋白的具有较高的相似性,并且具有Actin蛋白特有的保守序列和相关特征。因此推测这两条基因对桉树的生长发育具有一定的调控作用。     

Characterization of CaGSP1, the Candida albicans RAN/GSP1 homologue

Gsp1p is a small nuclear-located GTP binding protein from the yeast Saccharomyces cerevisiae. It is highly conserved among eucaryotic cells and is involved in numerous cellular processes, including nucleocytoplasmic trafficking of macromolecules. To learn more about the GSP1 structure/function, we have characterized its Candida albicans homologue. CaGsp1p is 214 amino acids long and displays 91% identity to the ScGsp1p. There is functional complementation in S. cerevisiae, and its mRNA is constitutively expressed in the diploid C. albicans grown under various physiological conditions. Disruption of both alleles was not possible, suggesting that it could be an essential gene, but heterozygous mutants exhibited genomic instability.