核修飾基因MTO2的新功能發(fā)現(xiàn)及其機(jī)理研究.pdf

1、核修飾基因是指其編碼的蛋白質(zhì)本身不誘導(dǎo)任何病變,但是可以抑制或增強(qiáng)線粒體DNA(mtDNA)突變的致病性。也可能是定位于線粒體的一種組織特異性蛋白質(zhì)的功能性多態(tài),對(duì)mtDNA引起的致病表達(dá)有重要的調(diào)控作用。因線粒體體功能缺陷導(dǎo)致的線粒體疾病,涉及線粒體基因組突變、核基因突變、及環(huán)境因素等復(fù)雜機(jī)制,深入闡明三者的相互作用關(guān)系具有重要的理論意義,進(jìn)而指導(dǎo)線粒體疾病的診斷、預(yù)警、和治療等,具有重要的社會(huì)意義。 核修飾基因MTO2編碼5

2、-甲基-氨甲基-2-硫甲基轉(zhuǎn)移相關(guān)酶。本實(shí)驗(yàn)室曾率先克隆了該基因,并對(duì)其功能進(jìn)行了初步研究。表明MTO2是核基因編碼的、進(jìn)化上高度保守的線粒體功能蛋白。當(dāng)酵母mtDNA存在C1409G(與人類mtDNA編碼的12SrRNA的A1555G同源突變),即巴龍霉素抗性突變(P454R)時(shí),核修飾基因MTO2突變菌株顯示呼吸缺陷表型。 在上述研究的基礎(chǔ)上,并論文主要探討了核修飾基因MTO2與氨基糖苷類抗生素(主要是新霉素)的相互作用,并

3、獲得以下創(chuàng)新成果。 1、首次發(fā)現(xiàn)敲除MTO2基因顯著抑制酵母mtDNA P454R突變引起的氨基糖苷類抗生素敏感性。具體結(jié)果如下：(1)在含有新霉素的葡萄糖培養(yǎng)基(GYP)上,mtDNA為野生型、MTO2敲除與否,相應(yīng)的酵母菌株的生長(zhǎng)沒有顯著差異；mtDNA完全缺失、MTO2敲除與否,相應(yīng)的酵母菌株的生長(zhǎng)也沒有顯著差異；然而,當(dāng)mtDNA存在P454R突變時(shí),MTO2野生型菌株幾乎完全不能生長(zhǎng),而MTO2敲除菌株的生長(zhǎng)只受到部分

4、抑制,表現(xiàn)二者對(duì)新霉素的敏感性存在顯著差異。(2)在不含新霉素的GYP培養(yǎng)基上,所有菌株的生長(zhǎng)沒有顯著差異。 2、從全基因組水平對(duì)上述MTO2新功能進(jìn)行了初步機(jī)理研究。基因芯片結(jié)果顯示：當(dāng)mtDNA存在P454R突變時(shí),不經(jīng)新霉素處理,敲除MTO2基因顯著促進(jìn)rRNA代謝相關(guān)基因表達(dá),降低葡萄糖酵解相關(guān)基因的表達(dá)水平；新霉素處理后,MTO2基因敲除與否,rRNA代謝相關(guān)基因表達(dá)水平?jīng)]有顯著差異,卻極大促進(jìn)了糖酵解途徑相關(guān)基因的表