銅離子感應(yīng)基因MAC1轉(zhuǎn)錄機(jī)理的研究.pdf

1、銅離子是人體內(nèi)不可缺少的微量元素之一，這主要是由于銅離子是多種在人體中起重要作用的酶的必要的輔劑。因此人體必須吸收足夠的銅離子來維持生命，長期缺銅會導(dǎo)致貧血。然而，過量的銅對人體和其他生物體都是有害的；銅離子的毒性被認(rèn)為與癌癥還有神經(jīng)退行性疾病有關(guān)聯(lián)。正因?yàn)殂~離子在生物體中的這一特性，生物體必須嚴(yán)格控制細(xì)胞內(nèi)銅離子的濃度，維持在一個不高不低的水平。有關(guān)細(xì)胞是怎樣防止體內(nèi)積累過多銅的分子機(jī)理已被深入研究，相關(guān)的基因以及調(diào)控機(jī)理已被闡明。在

2、銅匱乏的環(huán)境下，細(xì)胞被發(fā)現(xiàn)激活其攝取銅的分子機(jī)制?？墒牵劣诩?xì)胞是怎樣感應(yīng)銅匱乏，同時這一生物信號的性質(zhì)是什么，是傳導(dǎo)機(jī)制來激活銅離子的攝取還沒有被闡明。這些問題的解決對闡明營養(yǎng)是怎樣調(diào)控細(xì)胞的生長有重要的意義，也將對癌癥的營養(yǎng)饑餓療法起重要的指導(dǎo)作用。
　　本論文研究是以酵母細(xì)胞為模型，研究轉(zhuǎn)錄因子Mac1自身的轉(zhuǎn)錄調(diào)控機(jī)理。已知該因子在銅匱乏的條件下激活酵母細(xì)胞攝取銅的機(jī)制，闡明 AC1基因轉(zhuǎn)錄的機(jī)理有助測定細(xì)胞感應(yīng)、傳導(dǎo)銅匱

3、乏的生物信號。我們實(shí)驗(yàn)室的前期研究確定了MAC1基因啟動子的一些順式作用元件，其中包括轉(zhuǎn)錄因子Pho2， Gcn4，Ace2和Swi5的結(jié)合位點(diǎn)。本論文研究是在這些前期研究結(jié)果的基礎(chǔ)上，通過敲除PHO2，GCN4，ACE2或者SWI5基因是否影響MAC1基因的表達(dá)來進(jìn)一步確證這些轉(zhuǎn)錄因子在調(diào)控 MAC1基因表達(dá)過程中的重要作用。已知 PHO2在細(xì)胞磷酸的平衡過程中起重要作用，GCN4是細(xì)胞維持氨基酸平衡的關(guān)鍵因子，而ACE2和SWI5基

4、因是細(xì)胞周期這一重要過程的關(guān)鍵調(diào)控因子。
　　本論文研究實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，敲除PHO2降低了MAC1的表達(dá)，使酵母細(xì)胞在缺銅條件下的生長受阻。敲除ACE2或者SWI5基因?qū)湍讣?xì)胞的影響和敲除PHO2基因相似。而敲除 GCN4基因的作用卻相反。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果在基因的水平上證明 Pho2， Gcn4，Ace2和Swi5在MAC1基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控過程中起重要作用。同時，也表明銅匱乏的生物信號的傳導(dǎo)是與細(xì)胞磷酸和氨基酸的平衡過程以及細(xì)胞周期緊密聯(lián)系的