酵母细胞周期及其调控

酵母菌是一类多形的、不运动的、单细胞的真核微生物的统称。多数酵母菌都以出芽方式进行繁殖,称为芽殖酵母,也有少数种类的酵母以二分裂方式进行繁殖,称为裂殖酵母,例如粟酒裂殖酵母（＆hizosaccha－roapcesPombe）．芽殖酵母是研究细胞周期GI向S期过渡调控机制的好材料;而裂殖酵母为研究GZ向M期过渡调节的典型材料．下面简要介绍酵母细胞周期及其调控机制．1＄母细胞周期酵母细胞周期是由四个连续的时期组成,即：M期（有丝分裂期,包括核分裂和胞质分裂）、GI期（介于有丝分裂期与DNA合成之间的间歇期）、S期（DNA合成期）和…     

芽殖酵母和裂殖酵母中异染色质形成机制

芽殖酵母(Saccharomyces cerevisiae)和裂殖酵母(Schizosaccharomyces pombe)是用来研究异染色质形成、细胞周期、DNA复制等重要细胞功能的理想单细胞真核生物.本文主要介绍这2种酵母中异染色质形成的机制.异染色质是一种抑制基因转录和DNA重组的特殊染色质结构.尽管在芽殖酵母和裂殖酵母中异染色质形成都需要组蛋白修饰,但异染色质建立的机制不同.在芽殖酵母中参与异染色质形成的主要蛋白是Sir1-4蛋白（其中Sir2为组蛋白H3去乙酰化酶）,而组蛋白H3赖氨酸9甲基化酶Clr4和异染色质蛋白Swi6在裂殖酵母异染色质形成中起关键的作用.在这两个酵母中,参与异染色质形成的组蛋白修饰蛋白由DNA结合蛋白招募到异染色质.此外,裂殖酵母也利用RNA干扰系统招募组蛋白修饰蛋白.     

敲除 Sam68 基因导致白血病细胞系细胞生长迟缓和 G2/M 期延长

RNA 结合蛋白 Sam68 是细胞有丝分裂期 Src 酪氨酸磷酸化的靶蛋白 . 尽管确切机制尚不清楚,一些人还是认为 Sam68 可通过调控 RNA 的代谢参与细胞周期调控 . 利用基因打靶技术,在 DT40 细胞分离出 Sam68 基因缺失的细胞系 . 利用该细胞系,进行 Sam68 的功能解析 . 与野生型细胞系相比, Sam68 基因缺失细胞表现出明显的生长速度迟缓 . 通过细胞周期研究揭示 , 这些细胞生长速度延迟是由于细胞周期中的 G2/M 期延长 . 因为参与细胞周期 G2/M 期调控的周期因子 Cdc2 激酶的活性没有改变,所以提示 Sam68 不依赖于 Cdc2 激酶的活性参与细胞周期中 G2/M 期调控 .     

芽殖酵母细胞周期的检查点调控

芽殖酵母是研究真核细胞的模式菌。细胞周期检查点是确保细胞周期正常运行的一种调控机制。就芽殖酵母细胞周期检查点调控加以介绍。     

芽殖酵母ASH1 mRNA的定位机制

mRNA定位是一种基因转录后水平的重要调控机制,对细胞的生理活动和分化发育都有着极其重要的作用。在芽殖酵母有丝分裂中,ASH1 mRNA在子细胞芽尖因不对称定位表达抑制了子细胞交配类型的转换。本综述介绍了芽殖酵母ASH1 mRNA定位的分子机制。     

杨树CYCD基因的功能鉴定及其对糖和植物激素的响应

G1到S期的转换是植物细胞周期中一个关键的调控点,而D型细胞周期蛋白(CYCD)在这一转换过程中起着重要作用.CYCD通过感受外界信号的刺激,调控细胞周期进程,进而影响植物的生长发育.为研究木本植物中不同CYCD基因家族的功能,从黑杨中克隆出6个CYCD基因,并将其转化至酵母G1期细胞周期蛋白突变体进行功能鉴定.各家族...     

PHO80、PHO85基因和芽殖酵母金属离子耐受

PHO8 5基因是芽殖酵母中的一个多功能基因。它参与了无机磷酸的代谢、碳源利用、糖原积累、特定蛋白质的降解和细胞周期调控。研究了酵母株YPH499及其衍生的pho85缺失株、pho80缺失株、pap1(pcl7)缺失株在不同浓度的不同金属离子中的存活情况 ,结果表明和芽殖酵母YPH499相比 ,pho85缺失株和pho80缺失株表现出对K 、Mg2 、Zn2 、Ca2 和Mn2 的耐受下降 ,而PAP1基因的缺失则不会导致芽殖酵母对上述金属离子的敏感性的变化 ;而对Cu2 ,3株突变株都表现出和YPH499相同的耐受性。同时测定了各缺失株和YPH499对上述金属离子的半致死浓度以及pho85缺失株、pho80缺失株和YPH499的细胞内总钙量。这些结果显示 ,PHO85蛋白激酶通过和它的PCLPHO80而不是PAP1结合 ,参与了芽殖酵母K 、Mg2 、Zn2 、Ca2 和Mn2 离子平衡的调控。PHO85和PHO80基因的缺失损害了芽殖酵母钙的储存。     

辅助伴侣分子Cdc37蛋白的研究进展

细胞分裂周期蛋白Cdc37最初是在芽殖酵母中发现的细胞周期相关蛋白。随后的研究表明Cdc37具有伴侣分子活性,可以特异地募集一系列的蛋白激酶结合到热激蛋白90（Hsp90）上,形成特定的分子伴侣复合体,参与维持蛋白的稳定性和激酶活性。Cdc37参与了细胞内的多项生命活动,在细胞周期、信号转导和基因表达中都起着重要的作用。由于Cdc37在肿瘤组织中特异性地高表达,使其成为肿瘤治疗中一个重要的分子靶点。     

蛋白激酶C与细胞周期

近年的研究表明,PKC涉及到细胞的周期调节。在酵母细胞和哺乳动物细胞均发现PKC参与细胞周期调控,从而提示PKC可能在进化上是一种保守的细胞周期调节子。一般认为PKC在两个点上对细胞周期起作用,即G1期和G2期到M期的过渡期（G2／M）。在G1期,PKC分别在早G1期和晚G1期作用有所不同,主要作用表现在使细胞停留在G1期的中末阶段,这一过程,主要涉及到抑制肿瘤抑制因子－成视网膜细胞瘤（Rb)蛋白的磷酸化。PKC的主要作用是降低周期素依赖激酶CDK2的活性、降低周期素E和A的表达和增加周期素依赖的周期抑制蛋白p21^WAF1和p27^KIP1的表达;在G2／M期,PKC对细胞周期的调节主要与Cdc2(CDK1)的活性抑制有关。     

小鼠Cdc25B核输出序列

为探讨小鼠卵母细胞中Cdc25B(cell division cycle 25 homolog B)核输出序列在卵母细胞G2/M转换过程中的调控机制,应用显微注射方法将Cdc25B的野生型、N末端缺失1～51位氨基酸片段(Cdc25B-Δ51)、1～65位氨基酸片段(Cdc25B-Δ65)突变体的mRNA和pEGFP-Cdc25B-WT、pEGFP-Cdc25B-Δ51、pEGFP-Cdc25B-Δ65的融合质粒显微注射到含有完整生发泡的小鼠卵母细胞中,观察不同注射组小鼠卵母细胞发生生发泡破裂的情况及蛋白质亚细胞定位。结果显示Cdc25B-Δ51及Cdc25B-Δ65都丧失了诱导小鼠卵母细胞减数分裂的能力;同时亚细胞定位研究表明在G2期野生型Cdc25B主要分布在细胞浆中,Cdc25B-Δ51在核浆均有分布,Cdc25B-Δ65则主要分布于细胞核中。研究结果表明Cdc25B在52～65位氨基酸之间存在核输出序列(nuclear export sequence,NES),NES参与的核转运机制作为一种重要的调控机制控制着细胞的生理进程;N末端的氨基酸对减数分裂的重启动起促进作用。     

Cdc25B在小鼠受精卵的表达和定位

为阐明细胞分裂周期(Cdc)25B调控小鼠受精卵发育的机制,利用Western印迹检测小鼠受精卵各时期Cdc25B的表达及Cdc2-Tyr15的磷酸化状态。利用间接免疫荧光技术观察Cdc25B在小鼠受精卵的定位。构建pEGFP-Cdc25B融合表达载体并显微注射到受精卵中,观察Cdc25B在受精卵M期的定位变化。结果表明Cdc25B在G1和S期被磷酸化,在G2和M期去磷酸化。Cdc2-Tyr15在G1和S期处于磷酸化状态,G2期只检测到Cdc2-Tyr15轻微的磷酸化信号,M期未检测到任何Cdc2-Tyr15的磷酸化信号。Cdc25B在G1期定位于细胞质和细胞核中,S和G2期定位于细胞质的皮质部分,M期由细胞质转向核区。证明Cdc25B核输出后激活有丝分裂促进因子,从而启动小鼠受精卵的有丝分裂。     

多球壳菌素延长裂殖酵母细胞寿命可能机制研究

寻找抗衰老活性分子并研究其作用机制是衰老药物学的研究重点和热点。前期研究发现天然产物多球壳菌素(一种神经鞘脂合成特异性抑制剂)能够延长模式生物芽殖酵母的寿命,而裂殖酵母在进化上更接近哺乳动物,且在形态和遗传上与芽殖酵母有显著差异的另一种模式生物,本研究考察了多球壳菌素对裂殖酵母寿命的影响,并进一步研究了其调控细胞寿命的相关机制。结果显示,多球壳菌素延长裂殖酵母寿命具有保守性,其延长细胞寿命的机制包括:增强细胞压力抗性、促进糖原和海藻糖的积累、降低胞内活性氧的水平,且发现多球壳菌素介导的寿命延长依赖于压力应答类蛋白激酶Sty1。综上,多球壳菌素是一种潜在的抗衰老药物分子,后期有望开发它用于延缓哺乳动物细胞(包括人类)衰老及预防和治疗衰老相关疾病。     

Cdc13在端粒保护和细胞周期中的功能

在酿酒酵母中Cdc13是端粒复制调控机制中的重要分子,其主要作用是募集端粒酶复合体形成端粒末端保护,为细胞周期顺利进行做准备;此过程是Cdc13与正、负调控因子相互作用协调完成的。Cdc13突变会引起端粒不稳定、细胞凋亡及衰老,对Cdc13及在人类中存在的同源蛋白质的基础研究,为肿瘤治疗开辟了新的途径。     

dbcAMP通过Cdc25B蛋白调控小鼠1-细胞期受精卵发育

为了研究PKA激活剂dbcAMP通过调控小鼠Cdc25B蛋白S149和S321位点磷酸化状态影响 小鼠1-细胞期受精卵的发育,将质粒pBSK-Cdc25B-WT、pBSK-Cdc25B-S149A、pBSK- Cdc25B-S321A和pBSK-Cdc25B-S149A/S321A体外转录成mRNA;显微注射入S期受精卵中 ,在2 mmol/L dbcAMP的M16培养基中培养,观察其对受精卵发育、MPF活性及CDC2- pTyr15磷酸化状态的影响. 结果显示,在有dbcAMP存在时,各组受精卵卵裂时间延迟 ,但Cdc25B-S/A mRNAs注射组受精卵卵裂率明显高于Cdc25B-WT mRNA注射组,MPF 活性提前达到高峰;CDC2-pTyr15磷酸化状态和MPF活性变化相一致. 因此,在小鼠1- 细胞期受精卵有丝分裂过程中,PKA对小鼠Cdc25B蛋白S149位点与S321位点的磷酸化 修饰是控制受精卵G2/M转换的重要方式.     

美科学家发现25个“长寿基因”

美国科学家日前通过对芽殖酵母和线虫的基因分析,鉴别出2种生物共有的25个负责调控寿命长短的基因。     

PC-1基因在前列腺癌细胞系LNCaP和C4-2不同细胞周期的表达

目的:检测PC-1基因在前列腺癌细胞周期中各时间点的表达变化。方法:用200 ng/mL诺可唑(nocoda-zole)处理前列腺癌细胞系LNCaP和C4-2,16 h后使细胞处于G2/M期,在不同时间点收获细胞,分别进行流式分析和Western印迹,检测PC-1基因的表达。结果:流式分析和Western印迹结果显示,在G2/M期,LNCaP和C4-2前列腺癌细胞系中PC-1基因高表达。结论:PC-1基因的表达与前列腺癌细胞的细胞周期有关,提示PC-1可能在细胞周期调控中发挥作用。     

Skp2参与HeLa细胞G_2/M周期检查点的调控

具癌基因特性的Skp2在大多数肿瘤组织和肿瘤细胞中异常高表达,它作为SCFSkp2复合物的底物识别亚基调控p27KIP蛋白的稳定性而促进细胞G1/S期转换.为进一步明确Skp2与G2/M周期检查点的关系,在HeLa细胞中过表达Skp2以及通过反义寡核苷酸抑制Skp2表达.结果发现:Skp2能促进细胞周期运转,表现为S期细胞增多和G2/M期细胞减少,其中F-box结构域具有重要的功能意义;反义寡核苷酸抑制Skp2表达后,HeLa细胞发生显著的G2/M期阻滞;MTT检测结果表明,400nmol/L的Skp2的反义寡核苷酸能明显抑制HeLa细胞的增殖活性;Western印迹结果表明,HeLa细胞中Skp2可能通过负调控p21WAF的稳定性来参与G2/M检查点调控,这在用放线菌素D处理HeLa细胞的实验中得到验证.这些结果初步揭示了Skp2参与HeLa细胞G2/M周期检查点调控的分子机制.     

卡铂通过抑制ERK1/2通路诱导人卵巢癌细胞S和G0/G1期阻滞

卡铂(carboplatin, CBP)是一种抗肿瘤活性较强的化疗药物, 通过诱导细胞周期阻滞抑制肿瘤细胞生长, 但其诱导细胞周期阻滞的报告不甚一致. 本研究探索卡铂对卵巢癌HO-8910细胞生长及细胞周期进程的影响. MTS结果显示, 卡铂以浓度和时间依赖方式抑制卵巢癌HO-8910细胞生长, 联合使用ERK1/2通路抑制剂PD98059可使卡铂抗卵巢癌细胞增殖作用增强. 采用Giemsa染色法观察到, 卡铂与PD98059单用或联用均能致卵巢癌细胞发生明显的形态学变化. 流式细胞术检测细胞周期发现, 随卡铂浓度的增高, S期阻滞作用增强; 抑制ERK1/2通路可拮抗卡铂对HO-8910细胞S期阻滞作用, 增加G1期阻滞作用, 而对G2/M期细胞影响不明显. Western印迹结果显示, 随卡铂浓度的增高, p-ERK1/2、Cdc2(Y15)和p Cdc2(T161)的表达逐渐升高, Cyclin E1和Cyclin B1的表达逐渐降低; 抑制ERK1/2通路可将卡铂上调,p-ERK1/2和p-Cdc2(T161)的作用反转为下调作用, 上调Cdc2(Y15)的表达受阻, 抑制Cyclin B1的下调作用, 促进Cyclin E1的下调作用. 本研究结果提示, 卡铂通过抑制ERK1/2激活, 诱导人卵巢癌HO-8910细胞S和G1期阻滞, 抑制卵巢癌细胞生长.     

RelB对HIV-1 Vpr转录激活及诱导细胞G2/M期停滞功能影响的初步研究

Vpr是人类免疫缺陷病毒(Human Immunodeficiency Virus type 1,HIV-1)的辅助蛋白之一,在病毒复制及AIDS进程中起重要作用。为了研究Vpr完成其生物学功能的分子机制,本研究利用酵母双杂交技术,从人的cDNA文库中筛选,并经免疫共沉淀技术证实NF-κB通路中的重要蛋白RelB与Vpr存在相互作用;发现RelB蛋白能促进Vpr介导的对NF-κB报告基因的激活,也能促进Vpr对HIV-1LTR的反式激活作用。利用流式细胞技术发现RelB促进Vpr诱导细胞周期G2/M期停滞。上述结果表明,RelB辅助Vpr完成其转录激活以及调控细胞周期的功能。     

14-3-3蛋白在细胞周期调节中的作用

14-3-3是一个在真核细胞中广泛表达、功能复杂的蛋白家族,主要通过磷酸化依赖的方式与靶蛋白结合,从而发挥其调控作用。细胞周期的调节对维持基因组的稳定性至关重要。近年来的研究发现,14-3—3蛋白可以和越来越多的细胞周期调节蛋白相互作用,调节G2／M期和G1／S期转换,从而对细胞周期起调控作用。简要综述了14—3—3蛋白在细胞周期调节中的作用。