青藏高原小哺乳動物p53基因突變與功能的比較研究

《青藏高原小哺乳動物p53基因突變與功能的比較研究》是依託浙江大學，由杜繼曾擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：青藏高原小哺乳動物p53基因突變與功能的比較研究
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：杜繼曾
• 項目類別：面上項目

項目摘要

在低氧環境中繁衍的高原動物具有獨特的低氧適應機制。 p53是高突變人類抑癌基因、低氧靶基因、且參與正常細胞基因轉錄。p53隨物種環境適應進化而突變。此項目研究青藏高原優勢種小哺乳動物高原鼠兔（Ochotona curzoniae），根田鼠（Microtus oeconomus）和高原鼢鼠（Myospalax baileyi）的p53基因序列、用生物信息學原理比對差異，確定突變位點，分析分子系統發生與進化；比較三物種野生型p53對細胞周期和凋亡的作用，以突變位點定點敲除，確立突變點的功能意義；研究p53對低氧靶基因IGF-I、IGFBP-1/-2/-3的轉錄靶點激活機制及受體後信號通路；分析野生型突變的p53對人類癌細胞的作用；闡述低氧誘導的p53（主基因）突變與誘導低氧靶基因多模式表達的關係，豐富環境應激與基因進化生物學理論。

結題摘要

轉錄因子p53通過控制多種靶基因來誘導細胞周期停滯或程式性死亡，以保證細胞的完整性並決定細胞命運。研究選用高原動物，高原鼢鼠（Myospalax Baileyi, M.b.）和根田鼠（Microtus oeconomus, M.o.）為研究對象，而甘肅鼢鼠(Myospalax Cansus, M.c.)為平原對照。 高原鼢鼠、甘肅鼢鼠和根田鼠的p53基因序列與人類及大小鼠p53有不同程度的相似；高原鼢鼠p53在核心區的104，127，215位和C端的322位及根田鼠p53N端的86位，核心區的104，258位和C端的340位發生變異；高原鼢鼠和甘肅鼢鼠p53對促凋亡靶基因IGFBP3，Apaf1和bax的轉錄激活高於人類，高原鼢鼠p53對Noxa轉錄活性低於人類，甘肅鼢鼠p53對Puma轉錄活性高於人類。而根田鼠p53對這五個靶基因的轉錄激活都低於人類。 兩種動物的p53對誘導周期停滯的靶基因p21和參與穩定調節的靶基因Hdm2轉錄激活與人類相似。高原鼢鼠p53第104位點Ser轉變成Asn（N-S）的突變與其高促凋亡基因轉錄有關，而根田鼠p53第104位點Ser轉變成Glu（E-S）的突變是造成其低促凋亡基因轉錄的關鍵。 根田鼠p53誘導細胞凋亡的能力顯著低於人類，將104位點突變使促凋亡能力升高一倍。高原鼢鼠p53誘導凋亡能力與人類接近，因為高原鼢鼠p53轉錄激活促凋亡靶基因IGFBP3和Apaf1的同時，它失去了對保護凋亡的靶基因Bcl-2的轉錄抑制，反而使其轉錄水平升高，從而與促凋亡靶基因的高轉錄水平相抗衡。低氧下高原鼢鼠p53上調Apaf1，IGFBP3維持不變，甘肅鼢鼠p53上調IGFBP3，Apaf1維持不變。根田鼠p53對IGFBP3和Apaf1轉錄激活維持不變，104位點突變完全反轉結果。低溫下甘肅鼢鼠p53上調IGFBP3，根田鼠p53對IGFBP3轉錄維持不變，104位點突變後兩者均變為下調。酸性環境下p53對IGFBP3的轉錄活性降低，使Bcl-2的轉錄水平升高，提示高原鼢鼠促凋亡與抗凋亡的內環境平衡對策，趨向抗凋亡的平衡。 p53基因104位點的長期適應進化變異表現出對促凋亡靶基因的反向轉錄激活和不同的誘導細胞凋亡能力，體現了高原動物在轉錄水平上對高原低氧、低溫以及高CO2環境適應的多模式化分子機制。