错配修复蛋白Tmlh1维持嗜热四膜虫细胞核的稳定性

作     者：许静 杨茹霞 薄涛 王伟 XU Jing;YANG Ru-Xia;BO Tao;WANG Wei

作者机构：化学生物学与分子工程教育部重点实验室山西大学生物技术研究所太原030006 山西大学生命科学学院太原030006 

出 版 物：《中国生物化学与分子生物学报》 (Chinese Journal of Biochemistry and Molecular Biology)

年 卷 期：2020年第36卷第10期

页      面：1210-1219页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 07[理学] 071002[理学-动物学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(No.31872224,31471999) 山西省自然科学基金(No.201901D111008)资助课题 

主　　题：错配修复 纺锤体 异染色质体 嗜热四膜虫 

摘      要：DNA错配修复(DNA mismatch repair,MMR)蛋白Mlh1和其它因子形成多种不同的复合物,在DNA复制后的MMR途径和减数分裂DNA重组中发挥重要作用。然而对Mlh1的功能并不完全清楚,进一步分析Mlh1在不同进化地位生物中的功能具有重要意义。嗜热四膜虫(Tetrahymena thermophila)含有不同的错配修复复合物,基因表达谱分析发现,MutL复合物中的TMLH1(TTHERM_00127000)在营养生长期和饥饿期低水平表达,在有性生殖减数分裂期表达水平显著上调。免疫荧光定位显示营养生长期,Tmlh1定位于生殖系小核和转录活跃的大核;有性生殖期,定位于功能性小核和亲本大核,但在凋亡的大核和小核中消失。在减数分裂和有丝分裂时期,Tmlh1和α-微管蛋白(α-tubulin)存在共定位;而有性生殖后期,Tmlh1与异染色质蛋白Pdd1共定位于DNA删除的异染色结构域。TMLH1敲除细胞增殖速率降低,DNA损伤修复抑制,导致有性生殖细胞配对率降低和微核形成。1 mmol/L甲基甲磺酸甲酯(methy methanesulfonate,MMS)处理下,ΔTMLH1细胞传代时间增加了4.53%±0.35%,而野生型细胞传代时间增加了0.60%±0.14%。TMLH1敲除突变细胞株小核上呈现强烈的γ-H2A.X的荧光信号。免疫共沉淀和蛋白质谱分析发现,Tmlh1同微管蛋白、错配修复因子MutS、同源重组修复关键因子Rad51,非同源末端修复因子Ku80因子等存在相互作用。这些结果表明,嗜热四膜虫错配修复蛋白Tmlh1通过多种途径参与DNA修复和基因组重排,从而维持四膜虫生长发育和有性生殖过程中细胞核的稳定性。