酿酒酵母衰老相关蛋白聚集体不对称遗传机理研究取得新进展

7月31日，我校生命学院宋佳博士在国际著名期刊《PLoS Genetics》（影响因子8.167）在线发表了题目为《Essential Genetic Interactors of SIR2 Required for Spatial Sequestration and Asymmetrical Inheritance of Protein Aggregates》的研究论文。该研究阐述了酿酒酵母细胞中与衰老相关的蛋白聚集体的不对称遗传机理，绘制了聚集体不对称遗传所需基因的整体网络图谱，为衰老及神经退行性疾病的研究提供了理论基础和潜在的治疗靶点。本研究为我校与瑞典哥德堡大学（博士生联合培养项目）合作完成，我校为第一署名单位。

衰老的酿酒酵母细胞中会产生并积累一些衰老因子，蛋白聚集体就是这样的衰老因子之一，它在酿酒酵母细胞中存在不对称遗传现象，即蛋白聚集体只在母细胞中滞留积累，而不遗传给它的子细胞，从而保证子细胞是一个衰老特征被清零重置的全新的后代。对于聚集的蛋白质如何进行偏向母细胞的不对称遗传主要有两种对立的模型：一种认为不对称遗传是聚集体随机慢速扩散的纯粹被动的结果；另一种认为特异的因子/细胞器阻止了聚集体自由扩散到子细胞中去。本研究旨在探索蛋白聚集体不对称遗传遵循哪种模型，从而对蛋白聚集体不对称遗传机理进行阐述。

Sir2是酿酒酵母衰老的关键调控因子，它的缺乏会增加由压力和衰老所诱发的错误折叠蛋白质（聚集体）在子细胞中的遗传，使子细胞继承更高的损伤负载并且过早衰老。本研究探索Sir2影响蛋白聚集体不对称遗传的方式：被动扩散模式还是因子依赖模式。根据被动扩散模型推测，一些细胞特征会影响聚集体的遗传，本文通过对这些特征的定量分析，发现在Sir2突变细胞中，蛋白聚集体偏向母细胞不对称遗传的缺陷不能用被动扩散模型解释，而因子依赖模型具有合理性。本研究在构建的Sir2必需基因遗传相互作用网络中，鉴定出蛋白聚集体不对称遗传所需要的特定基因，包括编码肌动蛋白细胞骨架复合物、肌球蛋白V马达蛋白Myo2、钙调蛋白Cmd1组分的基因。除了涉及依赖肌动蛋白的基因，蛋白聚集体不对称遗传需要的Sir2相互作用因子还包括编码内质网到高尔基体转运及维持内质网体内平衡的Sec基因。

本研究为酿酒酵母蛋白聚集体不对称遗传的因子依赖模型提供了有力依据，对不对称遗传机理的研究及对该过程所需基因的识别和鉴定，以及对衰老的研究提供了可靠的靶点和线索。

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