原生動物纖毛蟲休眠細胞分化的基因調控機理研究

《原生動物纖毛蟲休眠細胞分化的基因調控機理研究》是依託華東師範大學，由陳季武擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：原生動物纖毛蟲休眠細胞分化的基因調控機理研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：陳季武
• 依託單位：華東師範大學

項目摘要

原生動物纖毛蟲形成包囊或脫包囊過程中，在一系列生理生化變化的基礎上，細胞結構經歷分化和重建。研究纖毛蟲細胞的休眠現象，已成為探索真核細胞結構形成及其生理生化調控機理的重要內容。本項目擬套用抑制性消減雜交技術、RNAi技術、實時螢光定量PCR技術、二維電泳技術和肽質譜技術，以冠突尾偽柱蟲等易誘導去分化和再分化的纖毛蟲為材料，研究纖毛蟲形成包囊與脫包囊過程的差異表達基因、纖毛蟲休眠包囊壁與纖毛蟲休眠包囊脫包囊後殘留的包囊壁中的主要差異蛋白質及其對細胞去分化和再分化的影響，篩選出與纖毛蟲形成包囊及脫包囊的相關基因和相關蛋白，從中發現纖毛蟲形成包囊的調節基因和∕或脫包囊的調節基因，從蛋白質和基因層面探討纖毛蟲休眠細胞結構去分化和再分化及其基因調控機理，為探索真核細胞抵抗逆境的機理、揭示真核細胞與環境相互作用的關係、闡明休眠細胞生命活動的特徵及其形態結構變化的內在機制提供重要的分子生物學信息。

結題摘要

原生動物纖毛蟲遇逆境分化形成包囊是一種常見現象。在包囊形成過程中，細胞經歷分化和重建。研究纖毛蟲細胞的休眠現象，已成為探索真核細胞結構形成及其生理生化調控機理和休眠機制的重要內容。本項目以纖毛蟲冠突偽尾柱蟲、包囊游仆蟲和大尾柱蟲這些易誘導分化的纖毛蟲為材料，套用實時螢光定量PCR，SDS-PAG電泳、雙向電泳技術，串聯質譜、液質連用技術和Shortgun質譜技術及生物信息學等技術，研究纖毛蟲分化形成包囊相關的基因和蛋白，篩選和鑑定出了許多與纖毛蟲包囊形成相關的基因和蛋白，分離和鑑定出了毛蟲休眠包囊壁許多蛋白，探討了這些基因和蛋白的功能及其對細胞分化的影響。結果顯示：1.篩選鑑定出數十種與分化形成包囊相關的基因，顯示包囊形成不僅涉及結構基因差異表達，而且涉及許多功能基因包括活性酶、信號傳導、應激回響、物質運輸和蛋白降解的相關基因差異表達。其中有些基因在調控包囊形成中起重要作用。2. 篩選鑑定出數十種與分化形成包囊相關的蛋白，顯示包囊形成不僅涉及結構蛋白差異表達，而且涉及許多功能蛋白包括活性酶、信號傳導、物質運輸和蛋白降解的相關蛋白差異表達。其中有些蛋白在包囊形成過程中發揮重要作用。 3. 分離和鑑定出包囊游仆蟲休眠細胞壁和冠突尾偽柱蟲包囊壁中多種蛋白組分，顯示纖毛蟲包囊壁蛋白組分複雜，包括多種細胞骨架蛋白、活性酶、轉運蛋白和信號傳導蛋白。這些包囊壁蛋白的多組分和多功能性提示，包囊壁的功能遠不止機械性保護作用，還涉及信號轉導、物質跨壁運輸、應激回響和蛋白降解等。這表明包囊壁蛋白的作用遠超出我們先前的想像。這種含有多種功能蛋白的包囊壁，可以協同保護和協調細胞渡過逆境時期，這種組成機制對於休眠包囊的存活具有重要意義。本項目從蛋白質和基因層面研究和探討纖毛蟲休眠細胞結構分化及其分子調控機理，為探索真核細胞抵抗逆境的機理、揭示真核細胞與環境相互作用的關係、闡明休眠細胞生命活動的特徵及其形態結構變化的內在機制提供重要的分子生物學信息。