一种南极鱼Ⅲ型抗冻蛋白抵抗低温分子机制的初步研究

发布时间：2020-04-18 22:47

【摘要】：鱼类的抗冻蛋白是由生活于极地海洋的鱼类产生,是能降低血液和体液冰点的一类蛋白。鱼类抗冻蛋白通过一个特殊的表面吸附于冰晶表面,抑制冰晶的生长。长期以来,人们认为抗冻蛋白只是一种与冰晶结合的蛋白,不具有其他的生物学功能。然而,近来通过转基因动物和植物的研究,证明一些抗冻蛋白在没有冰晶存在的低温状态下具有增强细胞和个体抵抗低温胁迫的分子生物学功能,并有望用于抗寒育种。本实验室在过去的研究中从南极鱼eelpout鉴定了一种具有四个结构域更高抵抗低温胁迫能力的Ⅲ型抗冻蛋白基因LD4。本项研究我们试图阐述LD4抵抗寒冷的保护机制。首先,本研究从南极鱼Lycodichthys dearborni的多聚三型抗冻蛋白基因LD12cDNA中克隆得到AFPⅢ的四聚体,命名为LD4,并构建真核表达质粒Tol2-actin-LD4-2A-EGFP。将表达质粒转染到斑马鱼细胞系ZF4中。LD4可以在ZF4中大量表达并且能够减少斑马鱼细胞在低温胁迫下的死亡率。通过对相同培养条件的转染细胞和未转染的细胞进行转录组测序分析基因表达谱的变化。我们找到26个表达差异转录因子,其中I3MB13、ZNF687b等在LD4转染细胞中表达上调,JUN、Cremb等在LD4转染细胞中表达下调。这些表达差异显著的转录因子已经进行荧光定量PCR的验证。我们对这些转录因子进行KEGG pathway分析,结果发现,这些差异性基因主要参与细胞凋亡、细胞周期、增殖等调节信号通路。然后采用Annexin V-PE/7-AAD双染色法对3种不同温度下的WT,EGFP和LD4细胞进行细胞凋亡检测,结果显示LD4在低温下与对照组(EGFP和WT)相比凋亡率没有显著差异,说明LD4可能是通过其他通路而不是单纯通过抑制细胞凋亡来抵御低温胁迫。这个研究提供了新的视角发现LD4抵御低温的分子机制。
【图文】：

5图 1.1 a 南极环流图 b 南极海水温度变化示意图lation at the South Pole figure b Ocean temperature of期大约5亿9千万年前，南极洲、非洲、新西兰大陆冈瓦那的一部分，南极洲的环境还属于温约6于5百万年前，南极洲缓慢移动到达现在的渐变冷，直到4千万年前的始新世后期，南极极大陆附近海域逐渐形成大量的海冰[23]。大的形成便南极洲与其他地区完全隔离，从而形rcumpolar Current，ACC)和位于大约南纬500至r Front，APF)。在南极圈附近，表层向北移动的轻的亚南极海域的海水底部，从而产生持续的度比南极圈内的海水温度升高3℃，这是形成(The Southern Ocean)是围绕着南极大陆的大片

7图 1.3 抗冻蛋白吸附抑制冰晶表面的示意图A、0℃溶液里的抗冻蛋白与冰晶接触冰水在过冷环境里处于不平衡凝固点，弯曲的位置结合抗冻蛋白，，从而阻止冰晶生长线的地方表示多结合的AFPC、结合更多的抗冻蛋白，虚线表示冰水界面结合新的抗冻蛋白Fig1.3 The sketch of Antifreeze protein adsorption inhibit ice crystals on the surface
【学位授予单位】：上海海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S917.4

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本文编号：2632625