线粒体tRNA前体加工与细胞周期调控之间偶联机制的研究

真核生物线粒体tRNA前体加工与细胞周期调控是细胞生命活动中两个不同的重要过程。我们发现高表达编码裂殖酵母线粒体tRNA3'-末端加工酶基因trz2+使细胞致死，改变细胞形态及引起细胞周期阻滞，提示Trz2可能参与细胞周期的调控。为了理解高表达trz2所产生的表型,本项目将筛选trz2+高表达的抑制基因 (high-copy suppressors)及利用酵母双杂交技术确定与Trz2相互作用的蛋白。 由于Trz2可能在细胞周期中发挥调控作用，我们将研究trz2+在不同细胞周期的表达，并鉴定trz2+的顺式调控元件及顺式调控因子。这些研究将帮助我们认识可能的Trz2的新功能及可能的裂殖酵母线粒体tRNA 前体加工与细胞周期调控之间的偶联机制。

线粒体作为真核细胞的细胞器，是细胞氧化磷酸化和形成ATP的主要场所。此外，线粒体参与了重要细胞生物学过程，如细胞调亡、自噬、衰老、脂肪酸和氨基酸的氧化及血红素的生物合成。线粒体功能异常会导致线粒体病如线粒体脑肌病和衰老有关的疾病如神经退行性疾病。因此，认识线粒体RNA表达机制不仅有理论价值而且帮助我们认识线粒体疾病。我们的先前研究发现裂殖酵母Trz2在体外是一种核酸内切酶。在本项目中，我们进一步研究了Trz2体内的功能。我们发现Trz2不仅参与了线粒体tRNA前体的3'末端加工，还参与了线粒体mRNA和其它非编码RNA的加工。高表达trz2导致细胞凋亡与G2/M期阻滞。通过高表达裂殖酵母cDNA文库，我们发现3个trz2高表达致死的抑制基因：did4 (SPAC4F8.01)，rpl1102 (SPBC17G9.10)和pgp1 (SPCC1259.10)。我们通过TAP亲和纯化发现可能与Trz2相互结合的蛋白是：翻译延伸因子2 （Eft201），热休克蛋白Hsp90，热休克相关蛋白Sks2，肌动蛋白Act1，60S 核糖体蛋白L4 (Rpl402) 和甘油醛-3-磷酸脱氢酶(Tdh1)。通过对trz2表达调控机制的研究，我们发现trz2的表达受到顺式调控元件HomolD 盒(CAGTCACA 或倒置形式TGTGACTG)和弱的TATA盒的调控。HomolD 盒是TATA盒类似物。 重要的是trz2和细胞核核糖体蛋白基因rps2501通过共享HomolD 盒达到共调控。这种机制可能是为了协调线粒体功能和细胞质中蛋白质的合成。