果蝇中染色体乙酰化与去乙酰化修饰及其与热休克基因表达的关系

【摘要】： 热休克蛋白是生物体内的一类重要的蛋白质，参与细胞生长、发育、分化、基因转录、蛋白质合成、折叠、转运等重要的生理过程。热休克基因的表达调控是一个精细而复杂的过程。其基因表达包括基础水平表达和诱导表达两个层次，代表了一类转录调控方式，是研究真核基因转录调控的一个很好模型。 在真核生物中，很早就发现了组蛋白的乙酰化现象。尤其是近十多年来，乙酰化在真核生物基因表达调控中的作用日益受到人们的关注。一直以来，乙酰化是否参与热休克基因表达调控以及乙酰化在基因调控中的作用机制都存在争议。因此，对乙酰化与热休克蛋白基因表达调控关系的深入研究，将有助于我们对乙酰化参与的真核生物基因表达调控的理解。 本文以黑腹果蝇为实验材料，从不同角度研究了乙酰化修饰与热休克基因表达调控的关系，并对乙酰化修饰在热休克基因的诱导表达中的作用机制进行了探讨，建立了分子水平与染色体水平上的联系。得到的主要结果和结论如下： 1，通过用去乙酰化酶抑制剂处理果蝇幼虫，观察果蝇多线染色体在热休克基因处的形态变化，发现去乙酰化酶抑制剂介导的乙酰化水平的升高可引起染色体结构的显著变化，推测乙酰化修饰不仅影响分子间的相互作用而且还可以影响染色体的高级结构。 2，利用RT-PCR技术，对去乙酰化酶抑制剂处理后的果蝇的热休克基因的表达水平进行检测，结果表明经组蛋白去乙酰化酶抑制剂处理后的果蝇幼虫，其热休克基因的表达高于基础水平，也就是说去乙酰化酶抑制剂诱导了热休克基因的表达。结合前面对果蝇多线染色体的形态学观察结果，我们认为去乙酰化酶抑制剂介导的热休克基因处乙酰化水平的变化对热休克基因的表达调控有重要的作用。 3，利用抗乙酰化赖氨酸的单克隆抗体对热激处理后的果蝇幼虫多线染色体进行的免疫荧光实验结果表明在热休克诱导的hsp70基因的表 达中存在乙酞化修饰。结合以上去乙酞化酶抑制剂的实验结果，我 们认为组蛋白乙酞化修饰参与了热休克基因的表达调控。 4，通过比较改变喂食时间和喂食浓度后两种去乙酞化酶抑制剂与热 休克基因表达水平之间的关系，我们发现TSA与丁酸盐抑制去乙酞 化酶的作用机制可能是不同的。 5，我们克隆并纯化了酵母中的组蛋白乙酞基转移酶基因Gcns和去乙 酞化酶基因Rpd3。为下一步在体外染色体改构系统中研究乙酚化修 饰与基因调控奠定了基础。 6，利用己获得的酵母Gcns和Rpd3基因为探针，对果蝇多线染色体进 行原位杂交实验，试图找出与Gcns和Rpd3基因同源的基因片段。 为今后克隆和分离果蝇中与乙酞化和去乙酚化相关的基因奠定基 础。