SpTrz2調控粟酒裂殖酵母線粒體介導的細胞凋亡機制的研究

《SpTrz2調控粟酒裂殖酵母線粒體介導的細胞凋亡機制的研究》是依託南京師範大學，由商巾傑擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：SpTrz2調控粟酒裂殖酵母線粒體介導的細胞凋亡機制的研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：商巾傑
• 依託單位：南京師範大學

項目摘要

線粒體介導的凋亡途徑在細胞凋亡的調控過程中起到了中心作用。人類線粒體介導的細胞凋亡異常與神經退行性疾病和癌症等多種疾病有密切關係。SpTrz2是粟酒裂殖酵母長型核酸內切酶（tRNase ZL），與人類前列腺癌相關基因tRNase ZL（ELAC2）高度同源。申請人前期研究發現高表達SpTrz2會導致裂殖酵母線粒體形態發生改變，出現細胞核染色質收縮，細胞核膜溶解等細胞凋亡的現象。定量PCR發現線粒體凋亡激活因子aif1和htra1表達上調。我們推測SpTrz2可能參與裂殖酵母中線粒體介導的凋亡途徑。在國內外的研究中尚未有sptrz2調控細胞凋亡的相關研究報導。粟酒裂殖酵母是一種優秀的模式生物，許多重要生物過程與人接近。因此，本申請擬通過利用裂殖酵母為模型研究sptrz2調控的線粒體介導的凋亡，本項目開展為了解tRNase ZL及凋亡相關疾病的發生機制和尋找新的疾病預防及治療的策略提供新思路。

結題摘要

線粒體介導的凋亡途徑在細胞凋亡的調控過程中起到了中心作用。人類線粒體介導的細胞凋亡異常與神經退行性疾病和癌症等多種疾病有密切關係。SpTrz2是粟酒裂殖酵母長型核酸內切酶（tRNase ZL），與人類前列腺癌相關基因tRNase ZL（ELAC2）高度同源。tRNase Z是負責tRNA 3'末端成熟的必需核酸內切酶。裂殖酵母裂殖酵母（Schizosaccharomyces pombe）含有兩個tRNase ZL基因（trz1和trz2），分別參與核和線粒體tRNA 3'末端加工。高表達trz2能夠導致細胞死亡，而高表達trz1細胞仍然能夠正常生長。在我們的研究工作中，通過DAPI和ANIXV-FITC染色結果, 我們表明trz2的過度表達導致凋亡細胞從而引起細胞死亡。trz2的過度表達導致線粒體損傷和活性氧（ROS）形成水平升高。這種效應需要Trz2的線粒體定位序列，但不依賴於其內切酶的催化能力。RNA測序（RNA-seq）和定量PCR分析顯示trz2的過度表達影響鐵攝取和/或鐵穩態基因的表達，表明OETrz2菌株中細胞內鐵水平升高。用鐵螯合劑（BPS），而不是鈣螯合劑（EGTA）能夠幾乎恢復了OETrz2株的細胞存活率，並降低了高表達菌株中的ROS水平。這些結果表明過表達trz2基因影響了鐵動態平衡的攝取。我們的結果也表明，OETrz2菌株線粒體損傷可能導致鐵穩態，活性氧積累從而引起粟酒裂殖酵母的凋亡導致細胞死亡。本項目研究為了解tRNase ZL及凋亡相關疾病的發生機制和尋找新的疾病預防及治療的策略提供新的思路。