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嗜热四膜虫金属硫蛋白基因MMT2和MTT4的表达规律比较与进化模式分析

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Zoological Research 2011年第5期32卷 476-484页

作者：畅悦冯立芳熊杰缪炜中国科学院水生生物研究所水生生物多样性与保护重点实验室湖北武汉430072 中国科学院研究生院北京100049 浙江工商大学食品与生物工程学院浙江杭州310012

多个金属硫蛋白基因异构型已在四膜虫中被鉴定,这些异构型可分为7a和7b两个亚家族。该文利用实时荧光定量PCR技术检测了嗜热四膜虫金属硫蛋白基因MTT2和MTT4在Hg、Cu、Cd、Zn、H2O2暴露下的表达水平,结果显示两者表达规律相似,均为:Cu... 详细信息

多个金属硫蛋白基因异构型已在四膜虫中被鉴定,这些异构型可分为7a和7b两个亚家族。该文利用实时荧光定量PCR技术检测了嗜热四膜虫金属硫蛋白基因MTT2和MTT4在Hg、Cu、Cd、Zn、H2O2暴露下的表达水平,结果显示两者表达规律相似,均为:Cu暴露下上调最高(>200倍),Hg次之,Cd、Zn上调倍数不大,H2O2有下调趋势。此表达规律明显有别于7a亚家族,具有7b亚家族的表达特征。同种诱导物暴露下MTT4的上调表达幅度比MTT2高出数倍,结合生物信息学分析结果,推测可能与MTT2和MTT4上游调控元件(如AP-1、MRE等)的数量差异有关。基于MTT2和MTT4在结构和功能上的高度相似性,推测两者可能是经近期基因复制事件产生,并遵循基因剂量模型进化而来。

关键词：嗜热四膜虫金属硫蛋白基因实时荧光定量PCR 表达分析基因复制

嗜热四膜虫胱硫醚γ-裂解酶Cgl1的表达、定位及功能分析

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中国生物化学与分子生物学报 2019年第3期35卷 286-295页

作者：韩挺许静王伟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

含硫氨基酸在不同的生物体中具有重要调节功能,转硫途径相关酶促进半胱氨酸的生成和硫化氢产生。本研究从嗜热四膜虫中鉴定一种胱硫醚γ-裂解酶(cystathionineγ-lyase 1,CGL1,TTHERM_00052400)基因。CGL1在营养生长期高水平表达,而在... 详细信息

含硫氨基酸在不同的生物体中具有重要调节功能,转硫途径相关酶促进半胱氨酸的生成和硫化氢产生。本研究从嗜热四膜虫中鉴定一种胱硫醚γ-裂解酶(cystathionineγ-lyase 1,CGL1,TTHERM_00052400)基因。CGL1在营养生长期高水平表达,而在饥饿阶段和有性生殖期,维持在较低的表达水平。通过密码子优化,人工合成CGL1基因,构建重组表达质粒pGEX-CGL1,转化大肠杆菌BL21(DE3)。***/pGEX-CGL1表达重组蛋白质GST-Cgl1,并通过亲和层析获得纯化。GST-Cgl1裂解胱硫醚产生半胱氨酸,也具有裂解半胱氨酸和同型半胱氨酸产生H_2S的活性。进一步构建重组质粒pNEO4-3HA-CGL1和pSMC1hpNEO-CGL1,转化四膜虫细胞,获得带有HA标签和干扰CGL1的突变体细胞株。免疫荧光定位表明,HA-Cgl1生长期定位在亲本大核,饥饿期定位在细胞质,有性生殖前期定位在亲本大核,而在后期定位在胞质中。CGL1干扰的突变体细胞株在有性生殖过程中不能形成合子核,发育中的小核异常降解,产生仅有大核的异常单细胞。结果表明,嗜热四膜虫含有进化中保守的胱硫醚γ-裂解酶Cgl1。Cgl1具有产生和裂解半胱氨酸的活性。Cgl1定位在细胞质和细胞核中,参与了有性生殖过程细胞核的发育。

关键词：嗜热四膜虫胱硫醚γ-裂解酶活性分析细胞定位

氢化物发生-原子荧光光谱法研究嗜热四膜虫对阿散酸饲料添加剂及其环境降解物的砷吸收

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光谱学与光谱分析 2010年第9期30卷 2567-2570页

作者：韩晶晶徐芳孙群边静李玲辉上海交通大学环境科学与工程学院上海200240 上海交通大学生命科学与技术学院上海200240

用以单细胞原生动物嗜热四膜虫对阿散酸及其降解物的砷吸收模型,研究了饲料添加剂阿散酸及其环境降解物对生物体的影响。四膜虫在含有阿散酸及其降解物的培养基中培养72 h后,洗去培养基,收集细胞。将虫体裂解,分离细胞膜和细胞内质液,... 详细信息

用以单细胞原生动物嗜热四膜虫对阿散酸及其降解物的砷吸收模型,研究了饲料添加剂阿散酸及其环境降解物对生物体的影响。四膜虫在含有阿散酸及其降解物的培养基中培养72 h后,洗去培养基,收集细胞。将虫体裂解,分离细胞膜和细胞内质液,经消解,用流动注射氢化物发生-原子荧光光谱法(HG-AFS)分别测定了细胞膜上和细胞膜内的砷。结果表明,阿散酸及其环境降解物可被细胞膜吸收并进入细胞内,且降解产生的无机砷比阿散酸更易被吸收,生物体通过细胞的砷吸收引起毒害。

关键词：阿散酸(Arsanilicacid) 饲料添加剂环境释放及其降解 HG-AFS 嗜热四膜虫生物体砷中毒

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嗜热四膜虫五个hsp70基因的表达分析

Zoological Research 2011年第3期32卷 267-276页

作者：冯立芳畅悦袁冬霞缪炜中国科学院水生生物研究所水生生物多样性与保护重点实验室湖北武汉430072 浙江工商大学食品与生物工程学院浙江杭州310012 中国科学院研究生院北京100049

鉴定得到嗜热四膜虫13个含有完整保守结构域的hsp70基因,对其中5个高度相似且无内含子的hsp70基因进行表达分析。在37、39和41℃热激条件下,实时荧光定量PCR结果表明,hsp70-2基因对热激响应最敏感。在四膜虫生长、饥饿和接合生殖这3种... 详细信息

鉴定得到嗜热四膜虫13个含有完整保守结构域的hsp70基因,对其中5个高度相似且无内含子的hsp70基因进行表达分析。在37、39和41℃热激条件下,实时荧光定量PCR结果表明,hsp70-2基因对热激响应最敏感。在四膜虫生长、饥饿和接合生殖这3种生理或发育状态下,Microarray结果显示,hsp70-4基因恒定且高表达;在热激条件下,hsp70-4基因的表达水平随着温度的升高而略微增加,证实hsp70-4基因为热休克相关蛋白hsc70基因;克隆的hsp70-4基因全长2208bp,开放阅读框长1959bp,编码653个氨基酸。Microarray结果提示,hsp70-3可能参与四膜虫饥饿早期(0～12h)的耐受和接合生殖后期(6～10h)的新大小核形成,老大核凋亡等事件;hsp70-5可能参与四膜虫饥饿晚期(12～15h)的耐受和接合生殖早期(0～6h)的小核减数分裂、小核交换和原核(pronuclear)融合事件。Blast2GO分析表明,与hsp70-3和hsp70-5共表达的基因分别参与不同的生物学过程,进一步反映了hsp70-3和hsp70-5这两个基因在功能上是存在差异的。

关键词：嗜热四膜虫 hsp70基因实时荧光定量PCR Microarray RACE 表达分析

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氧化石墨烯对嗜热四膜虫的毒性效应

中国环境科学 2019年第3期39卷 1299-1305页

作者：廖苑辰常叶倩徐晨珂崔益斌李梅南京大学环境学院污染控制与资源化研究国家重点实验室江苏南京210023 生态环境部南京环境科学研究所江苏南京210042

以嗜热四膜虫(Tetrahymena thermophila)作为受试生物,考察了纳米材料氧化石墨烯(GO)对其细胞生长率、乙酰胆碱酯酶(AchE)和氧化应激酶活性、生物膜损伤及细胞凋亡的影响,以探究GO的毒性效应.结果表明,GO浓度高于32mg/L时显著抑制嗜热... 详细信息

以嗜热四膜虫(Tetrahymena thermophila)作为受试生物,考察了纳米材料氧化石墨烯(GO)对其细胞生长率、乙酰胆碱酯酶(AchE)和氧化应激酶活性、生物膜损伤及细胞凋亡的影响,以探究GO的毒性效应.结果表明,GO浓度高于32mg/L时显著抑制嗜热四膜虫的细胞增殖(P膜的琥珀酸脱氢酶(SDH)活性,促进细胞质中乳酸脱氢酶(LDH)的释放;64mg/L GO导致四膜虫细胞出现明显凋亡现象.以上结果显示,中低浓度GO(0～8mg/L)暴露下,氧化应激机制对细胞毒性起主要贡献作用;高浓度GO(32和64mg/L)作用下,四膜虫凋亡现象的产生可能是GO抑制其生长作用导致的.

关键词：氧化石墨烯(GO) 嗜热四膜虫毒性效应氧化应激

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嗜热四膜虫可变剪接基因鉴定及功能分析

基因组学与应用生物学 2015年第1期34卷 17-27页

作者：宁应之赵康平熊杰袁冬霞缪炜西北师范大学生命科学学院兰州730070 中国科学院水生生物研究所水生生物多样性与保护重点实验室武汉430072

可变剪接是产生蛋白质组多样性和调节基因表达的重要机制,相关研究在高等真核生物中开展较多,而在单细胞真核生物中则较少,尤其是单细胞原生动物纤毛虫中,仅有少量报道。本文基于单细胞模式原生动物嗜热四膜虫种大量转录组数据,对其可... 详细信息

可变剪接是产生蛋白质组多样性和调节基因表达的重要机制,相关研究在高等真核生物中开展较多,而在单细胞真核生物中则较少,尤其是单细胞原生动物纤毛虫中,仅有少量报道。本文基于单细胞模式原生动物嗜热四膜虫种大量转录组数据,对其可变剪接基因进行了鉴定及分析。在嗜热四膜虫中共鉴定到2 894个可变剪接位点,涉及到2 698个可变剪接基因,可分为四类。考虑到转录本拼接的准确性,选择了其中464个与基因组预测模型完全一致的可变剪接基因进行深入分析,其中生长(growth)时期、饥饿(starvation)时期、接合生殖(conjugation)时期特异性的可变剪接基因分别为49个、79个和135个。对可变剪接基因的功能进行分析表明其涉及的功能广泛且显著富集于蛋白激酶过程,提示可变剪接基因在嗜热四膜虫蛋白磷酸化和信号传导中具有重要作用。

关键词：嗜热四膜虫转录组可变剪接鉴定功能分析

嗜热四膜虫染色体浓缩调节因子(RCC1)的定位及功能

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中国生物化学与分子生物学报 2014年第3期30卷 255-263页

作者：段文靖许静王伟山西大学生物技术研究所化学生物学与分子工程教育部重点实验室太原030006

真核细胞中染色体浓缩调节因子(regulator of chromosome condensation 1,RCC1)是RanGTPase唯一的鸟嘌呤核苷酸交换因子.染色质结合的RCC1和RanGTPase相互作用,催化细胞核内RanGDP向RanGTP的转化,进而调控了核质间的定向运送、有丝分裂... 详细信息

真核细胞中染色体浓缩调节因子(regulator of chromosome condensation 1,RCC1)是RanGTPase唯一的鸟嘌呤核苷酸交换因子.染色质结合的RCC1和RanGTPase相互作用,催化细胞核内RanGDP向RanGTP的转化,进而调控了核质间的定向运送、有丝分裂期纺锤体的组装以及核膜的形成.本实验从原生生物嗜热四膜虫大核基因组中鉴定了1个新的RCC1(TTHERM_00530380)基因.该基因全长2 541 bp,包含2个内含子序列,开放阅读框为2 181 bp,编码726个氨基酸.实时荧光定量PCR表明,RCC1在四膜虫营养生长、饥饿以及有性生殖时期都有表达,且在有性生殖转录水平达到最高.免疫荧光定位分析表明,HA-RCC1在营养生长和饥饿时期,定位于大核和小核中;在有性生殖时期,定位于亲本大核、减数分裂的小核、新生成的大核和凋亡的大核中.过表达RCC1导致大核的无丝分裂异常,细胞增殖变慢,最终产生无大核的后代细胞.敲减RCC1导致了多小核的产生.结果表明,RCC1参与调控了四膜虫细胞核的分裂,RCC1的正常表达对核分裂以及细胞增殖起到重要的调控作用.

关键词：染色体浓缩调节因子(RCC1) 嗜热四膜虫细胞定位核分裂

嗜热四膜虫两类不同金属硫蛋白的功能补偿分析

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水生生物学报 2014年第2期38卷 249-256页

作者：卢剑功许静张鹏幸王伟山西大学生物技术研究所化学生物学与分子工程教育部重点实验室太原030006

为了分析嗜热四膜虫两类金属硫蛋白之间的关系,研究分别构建了MTT1-MTT3和MTT2-MTT4的基因敲除载体,通过同源重组获得敲除大核MTT1-MTT3和MTT2-MTT4的两种嗜热四膜虫突变体细胞株△MTT1-MTT3和△MTT2-MTT4。两种突变体细胞株暴露在Cd2+... 详细信息

为了分析嗜热四膜虫两类金属硫蛋白之间的关系,研究分别构建了MTT1-MTT3和MTT2-MTT4的基因敲除载体,通过同源重组获得敲除大核MTT1-MTT3和MTT2-MTT4的两种嗜热四膜虫突变体细胞株△MTT1-MTT3和△MTT2-MTT4。两种突变体细胞株暴露在Cd2+、Cu2+和H2O2的生长表现出显著不同,△MTT1-MTT3突变体细胞对Cd2+的耐受性显著下降,而△MTT2-MTT4突变体细胞对Cu2+和H2O2的耐受性均显著下降。实时荧光定量PCR分析不同突变体中其他MTT基因的表达变化,在△MTT2-MTT4突变体细胞株中,MTT5的表达水平下调,在500μmol/L Cu2+处理后,△MTT2-MTT4突变体细胞中MTT1、MTT3和MTT5表达相对野生型分别上调6.1、9.5和8.5倍。在△MTT1-MTT3突变体细胞中,MTT2、MTT4和MTT5的表达水平下调,当5μmol/L Cd2+处理后,△MTT1-MTT3突变体细胞株MTT5表达水平相对野生型上调2.9倍,而MTT2和MTT4表达水平相对野生型分别下降了4.9倍和2.5倍。结果表明嗜热四膜虫中的金属硫蛋白MTT1、MTT3和MTT5主要参与细胞的重金属解毒功能;而MTT2和MTT4主要参与细胞内正常的新陈代谢功能,不同的金属硫蛋白基因之间的表达存在相互调控和功能补偿。

关键词：嗜热四膜虫金属硫蛋白基因敲除

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嗜热四膜虫减数分裂研究进展

动物学杂志 2016年第1期51卷 126-136页

作者：张晶田苗冯立芳缪炜中国科学院水生生物研究所水生生物多样性与保护重点实验室武汉430072 中国科学院大学北京100049 浙江工商大学食品与生物工程学院杭州310018

减数分裂是真核生物有性生殖过程的关键步骤,染色体的行为变化贯穿整个减数分裂的过程。近些年来,借助先进的分子生物学技术和细胞学实验手段,通过对突变细胞株的筛选和评价,单细胞真核模式生物原生动物嗜热四膜虫(Tetrahymena thermoph... 详细信息

减数分裂是真核生物有性生殖过程的关键步骤,染色体的行为变化贯穿整个减数分裂的过程。近些年来,借助先进的分子生物学技术和细胞学实验手段,通过对突变细胞株的筛选和评价,单细胞真核模式生物原生动物嗜热四膜虫(Tetrahymena thermophila)减数分裂方面的研究取得了长足的进展。本文主要介绍嗜热四膜虫减数分裂的过程,以及在此过程中伴随染色体行为变化的相关基因的功能,从而为进一步探讨嗜热四膜虫减数分裂的分子机制提供有效信息。

关键词：减数分裂染色体嗜热四膜虫