drp-1及線粒體相關(guān)基因在線蟲壽命調(diào)控中的功能研究.pdf

1、目的：本實驗以秀麗隱桿線蟲為模式動物，通過正向遺傳學(xué)的研究方法來篩選與線粒體動態(tài)變化相關(guān)的基因，并探討這些基因在線蟲中的功能。
　　方法：通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)，分別在線蟲的特異神經(jīng)元、表皮等組織中用GFP標(biāo)記線粒體，建立了對于線粒體的活體觀察模型。之后用EMS對其施以誘變，依據(jù)線粒體的形態(tài)和分布進行突變體篩選，獲得線粒體異常的突變體。接著我們使用SNP標(biāo)記對于突變進行遺傳圖譜定位。為了檢測該基因的功能，我們通過改變環(huán)境條件，檢測了drp

2、-1突變體對環(huán)境壓力的耐受程度以及對線蟲產(chǎn)卵能力的影響。我們進一步分析了drp-1及其它線粒體相關(guān)基因與線蟲壽命的關(guān)系。
　　結(jié)果：通過遺傳篩選，獲得了兩個與線粒體動態(tài)變化相關(guān)的突變體，其中，ybq1可使線粒體出現(xiàn)超融合現(xiàn)象，而ybq3能夠抑制ybq1引起的線粒體超融合現(xiàn)象。經(jīng)過對這兩個突變體進行遺傳定位后，我們知道了ybq1是drp-1的突變體，ybq3的突變位點現(xiàn)在定位到第二號染色體-6~+4的位置。之后，我們還發(fā)現(xiàn)了drp-

3、1的突變體中，線粒體的基質(zhì)、擬核、DNA均出現(xiàn)了分布異常和數(shù)量減少的現(xiàn)象。接著，我們進一步對drp-1在線蟲中的功能進行分析。結(jié)果表明，在抗脅迫能力方面，drp-1的突變體對高溫表現(xiàn)為更加敏感，但是，對UV照射卻具有一定的抵抗能力。在線蟲產(chǎn)卵方面，drp-1的突變體導(dǎo)致了后代數(shù)量的大幅度下降；在壽命調(diào)節(jié)方面，drp-1的突變體具有更長的壽命，并且由0.1 mM PQ引起的ROS反應(yīng)還能增加ybq1的壽命。當(dāng)我們在野生型背景下過表達drp

4、-1后，線蟲壽命同樣也會增加。此外，我們還檢測了其它線粒體動態(tài)變化相關(guān)的基因是否與線蟲壽命有關(guān)，結(jié)果是，fis-1(tm1867)和eat-3(tm1107)同樣能增加線蟲的壽命，但是前者經(jīng)0.1 mM PQ處理后，壽命不再增加，而后者卻可以。但是，fzo-1(tm1133)不能增加線蟲的壽命。
　　結(jié)論：drp-1可以控制線粒體的分裂和線粒體組分的分布和數(shù)量，而ybq3對線粒體融合的調(diào)控過程可能是必需的；drp-1對壽命影響的原