7月31日，我校生命學(xué)院宋佳博士在國際著名期刊《PLoS Genetics》（影響因子8.167）在線發(fā)表了題目為《Essential Genetic Interactors of SIR2 Required for Spatial Sequestration and Asymmetrical Inheritance of Protein Aggregates》的研究論文。該研究闡述了釀酒酵母細(xì)胞中與衰老相關(guān)的蛋白聚集體的不對稱遺傳機(jī)理，繪制了聚集體不對稱遺傳所需基因的整體網(wǎng)絡(luò)圖譜，為衰老及神經(jīng)退行性疾病的研究提供了理論基礎(chǔ)和潛在的治療靶點(diǎn)。本研究為我校與瑞典哥德堡大學(xué)（博士生聯(lián)合培養(yǎng)項(xiàng)目）合作完成，我校為第一署名單位。
衰老的釀酒酵母細(xì)胞中會產(chǎn)生并積累一些衰老因子，蛋白聚集體就是這樣的衰老因子之一，它在釀酒酵母細(xì)胞中存在不對稱遺傳現(xiàn)象，即蛋白聚集體只在母細(xì)胞中滯留積累，而不遺傳給它的子細(xì)胞，從而保證子細(xì)胞是一個衰老特征被清零重置的全新的后代。對于聚集的蛋白質(zhì)如何進(jìn)行偏向母細(xì)胞的不對稱遺傳主要有兩種對立的模型：一種認(rèn)為不對稱遺傳是聚集體隨機(jī)慢速擴(kuò)散的純粹被動的結(jié)果；另一種認(rèn)為特異的因子/細(xì)胞器阻止了聚集體自由擴(kuò)散到子細(xì)胞中去。本研究旨在探索蛋白聚集體不對稱遺傳遵循哪種模型，從而對蛋白聚集體不對稱遺傳機(jī)理進(jìn)行闡述。
Sir2是釀酒酵母衰老的關(guān)鍵調(diào)控因子，它的缺乏會增加由壓力和衰老所誘發(fā)的錯誤折疊蛋白質(zhì)（聚集體）在子細(xì)胞中的遺傳，使子細(xì)胞繼承更高的損傷負(fù)載并且過早衰老。本研究探索Sir2影響蛋白聚集體不對稱遺傳的方式：被動擴(kuò)散模式還是因子依賴模式。根據(jù)被動擴(kuò)散模型推測，一些細(xì)胞特征會影響聚集體的遺傳，本文通過對這些特征的定量分析，發(fā)現(xiàn)在Sir2突變細(xì)胞中，蛋白聚集體偏向母細(xì)胞不對稱遺傳的缺陷不能用被動擴(kuò)散模型解釋，而因子依賴模型具有合理性。本研究在構(gòu)建的Sir2必需基因遺傳相互作用網(wǎng)絡(luò)中，鑒定出蛋白聚集體不對稱遺傳所需要的特定基因，包括編碼肌動蛋白細(xì)胞骨架復(fù)合物、肌球蛋白V馬達(dá)蛋白Myo2、鈣調(diào)蛋白Cmd1組分的基因。除了涉及依賴肌動蛋白的基因，蛋白聚集體不對稱遺傳需要的Sir2相互作用因子還包括編碼內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體轉(zhuǎn)運(yùn)及維持內(nèi)質(zhì)網(wǎng)體內(nèi)平衡的Sec基因。
本研究為釀酒酵母蛋白聚集體不對稱遺傳的因子依賴模型提供了有力依據(jù)，對不對稱遺傳機(jī)理的研究及對該過程所需基因的識別和鑒定，以及對衰老的研究提供了可靠的靶點(diǎn)和線索。
文章鏈接：http://www.plosgenetics.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pgen.1004539
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