接合菌蓝光受体蛋白研究进展

光信号是一种重要的环境因子,尤其是蓝光可以调控真菌的生长发育、生理周期、基因表达及多种代谢活动。接合菌亚门的真菌对环境信号特别是对光刺激感应灵敏,具有明显的趋向性,是研究真菌信号感应的理想材料,而同时具有无性生殖和有性生殖的特点也使之成为研究性别决定的模型。接合菌处于真菌进化的早期,进化地位低,其多拷贝的蓝光受体蛋白在长期进化过程中形成了完善的光受体系统,能够感应不同波长、光强和方向的蓝光和近紫外光,在接合菌的趋光性和类胡萝卜素合成以及无性生殖和有性生殖等光响应过程中发挥承上启下的重要作用。以接合菌中的代表菌株为例,总结了目前在接合菌中报道的蓝光受体蛋白,从基因发现、功能鉴定、光化学特性和调控途径等方面进行了比较分析,进而从3个方面详细阐述了与高等植物不同的接合菌中光受体蛋白调控的特殊生理过程;最后对以后接合菌蓝光受体蛋白的研究重点和难点进行了思考和展望,旨为相关研究者系统了解接合菌蓝光受体蛋白的功能和发展趋势提供线索和参考。

杨树桑黄蓝光受体蛋白编码基因SvWC1的克隆及原核表达

对杨树桑黄(Sanghuangporus vaninii)蓝光受体蛋白编码基因SvWC 1进行克隆及原核表达,并利用定量PCR方法研究菌丝体在不同光照时间(0、0.25、0.5、0.75、1、2、3、5、7、9、11 h)处理后,SvWC 1表达情况。结果显示:SvWC 1全长为3074 bp,含有一个2937 bp的开放阅读框(open reading frame,OFR),编码978个氨基酸;SvWC1无跨膜结构域和信号肽,主要定位于细胞核,属于亲水性蛋白,理论相对分子质量为106388,等电点为6.31;SvWC1氨基酸序列与其他真菌的相似性低,但均含有PAS(Per-Arnt-Sim)保守结构域;随着光照时间增加,SvWC 1的转录水平呈动态变化,其0.25 h表达量是对照的38倍,之后表达量开始下降,9 h上调,达到最大值,是对照的97倍;SvWC1在大肠杆菌E.coli BL21中成功表达,相对分子质量与预测的一致。

蓝光受体基因Cmwc-1和Cmwc-2的原核表达和蛹虫草中表达蛋白的检测

生物体中接受蓝光信号的因子为蓝光受体蛋白。为了揭示蓝光受体蛋白在蛹虫草中的存在形式,将蛹虫草蓝光受体基因Cmwc-1和Cmwc-2的部分序列构建在原核表达载体p ET-41a(+)中,在大肠杆菌中进行表达。以所表达的融合蛋白作抗原制备抗体,并由Western Blotting对蛹虫草菌丝体和子实体分别进行分析检测。结果表明,获得了高效价的蛹虫草蓝光受体蛋白Cm WC-1和Cm WC-2的抗体。经过Western Blotting分析,在蛹虫草菌丝体和子实体中检测到Cm WC-1有42 ku (Cm WC1-42)和48 ku (Cm WC1-48) 2种蛋白质存在形式,其中在菌丝体中主要以Cm WC1-48为主,Cm WC1-42的相对量较少;而在子实体中主要以Cm WC1-42为主,没有检测到Cm WC1-48。在菌丝体和子实体中检测到Cm WC-2有相同的50 ku(Cm WC2-50)蛋白质存在形式。结果表明,在Cm WC-1和Cm WC-2复合物行使生物功能过程中,Cm WC-1在菌丝体和子实体中分别产生了差异性降解,而Cm WC-2维持稳定。

雷帕霉素对衰老细胞生物节律关键基因的调控作用观察

目的观察雷帕霉素对衰老细胞生物节律关键基因的调控作用。方法通过传代诱导人皮肤成纤维细胞复制性衰老,获得衰老的人皮肤成纤维细胞。加入50%的马血清刺激诱导细胞同步化,将细胞分为观察组和对照组,分别加入100 mmol/L的雷帕霉素和DMSO培养24 h。采用荧光定量PCR法检测生物节律关键基因芳烃受体核转位蛋白3(BMAL1)、节律周期蛋白2(PER2)、蓝光受体蛋白1(CRY1)、孤儿核受体α(Rev-erbα)、孤核受体α(Rorα)mRNA表达,利用JTK-CYCLE软件分析各基因的节律周期,Western blotting法检测BMAL1、PER2、CRY1蛋白表达。结果观察组PER2、CRY1、Rev-erbα、RorαmRNA表达高于对照组(P均<0.05)。对照组BMAL1、CRY1、Rev-erbα、Rorα基因的节律周期为24 h,PER2基因的节律周期为28 h。观察组BMAL1、CRY1、Rorα基因的节律周期为24 h,Rev-erbα基因的节律周期为27.5 h,PER2的节律周期为24 h。观察组CRY1蛋白表达高于对照组(P<0.05),PER2蛋白表达低于对照组(P<0.05),两组BMAL1 mRNA及蛋白表达比较无统计学差异。结论雷帕霉素可以提高衰老的人皮肤成纤维细胞生物节律关键基因BMAL1、PER2、CRY1、Rev-erbα、RorαmRNA的表达,缩短PER2的节律周期,对紊乱的节律钟功能具有调控作用。