去泛素酶USP5通過(guò)smoothend調(diào)控Hedgehog信號(hào)通路參與果蠅眼發(fā)育.pdf

1、去泛素酶是一類(lèi)在真核生物細(xì)胞中廣泛存在參與蛋白穩(wěn)定性調(diào)控的蛋白酶。去泛素酶的主要功能是將泛素或多泛素鏈從底物蛋白水解下來(lái)。去泛素酶參與多種重要生理活動(dòng)的調(diào)控，包括參與細(xì)胞周期調(diào)控，蛋白酶體和溶酶體依賴的蛋白降解，基因表達(dá)，DNA修復(fù)，微生物病毒感染，蛋白酶激活等功能。并且多種去泛素酶的突變都已經(jīng)證實(shí)與疾病有關(guān)，其中包括腫瘤和多種神經(jīng)障礙疾病。人類(lèi)基因組中存在約100個(gè)推定的去泛素酶基因。但大多數(shù)去泛素酶基因的功能和作用的分子機(jī)制還是未知

2、的，因此揭示這些去泛素酶基因的功能以及在疾病過(guò)程中的作用，對(duì)于我們更好的認(rèn)識(shí)去泛素酶，針對(duì)性的研究與之相關(guān)的疾病具有重要意義。
　　由于去泛素酶在進(jìn)化過(guò)程中保守，因此利用果蠅這種成熟的模式生物作為研究去泛素酶基因功能的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物具有可行性，同時(shí)果蠅已經(jīng)建立起了強(qiáng)大的遺傳實(shí)驗(yàn)工具果蠅品系能為研究未知功能的基因提供有效的研究手段。特別是果蠅RNAi果蠅庫(kù)的建立和結(jié)合時(shí)空特異性的表達(dá)系統(tǒng)UAS/GAL4能夠在果蠅中研究一些高度復(fù)雜的生理活

3、動(dòng)。在本研究中，我們利用不同的GAL4誘導(dǎo)RNAi進(jìn)行去泛素酶基因的篩選。我們共篩選了95個(gè)去泛素酶基因其中致死率為51.23％，62個(gè)去泛素酶基因沉默后有翅膀或眼的缺陷表型。篩選研究為我們進(jìn)一步研究去泛素酶基因提供了明確的方向。通過(guò)各方面衡量我們選擇了10個(gè)需要進(jìn)一步研究的基因。
　　在RNAi篩選的過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)去泛素酶基因usp5基因沉默可引起眼變小，表面粗糙等缺陷表型和翅膀皺縮，變小，翅膀不能閉合，邊緣卷曲，軀干變小等缺陷

4、表型。通過(guò)P因子敲除的方法獲得usp5突變體果蠅后，對(duì)usp5基因功能的進(jìn)一步研究，揭示usp5參與了果蠅眼光感受器分化的過(guò)程，而且usp5是通過(guò)調(diào)節(jié)Hh信號(hào)通路中重要的信號(hào)傳導(dǎo)分子Smo的蛋白穩(wěn)定性，在usp5突變體中Smo的蛋白水平下降，導(dǎo)致Hh信號(hào)通路轉(zhuǎn)錄因子Ci不能進(jìn)入細(xì)胞核中激活Hh信號(hào)通路下游靶基因Hib的轉(zhuǎn)錄。而Hib轉(zhuǎn)錄異常又會(huì)導(dǎo)致在果蠅眼成蟲(chóng)盤(pán)后部參與Ci泛素化的CUL3-Hib泛素連接酶不能正常工作進(jìn)一步加劇了Ci的