秀丽隐杆线虫14-3-3蛋白在特定组织中调控寿命和应激反应的分子作用机制

14-3-3蛋白是一类进化上高度保守的蛋白家族, 它能与多种蛋白相互作用来参与调控生命体的多种生理过程。我们的前期研究结果表明线虫14-3-3蛋白可以与寿命调控因子DAF-16/FOXO及SIR-2.1相互作用，它们在特定组织中表达可以显著延长寿命并增强抗逆性。在本项目中，我们将研究14-3-3蛋白在特定组织中是否与DAF-16/FOXO及SIR-2.1等蛋白相互作用共同调控寿命及应激反应，将利用双分子荧光互补技术来研究它们相互作用发生的时间、位置，及它们相互作用受何种细胞信号分子及外部环境因素的影响，从而揭示出14-3-3蛋白在特定组织发挥作用的分子机制。同时我们将探究特定组织中14-3-3蛋白功能与自噬作用的关联，以及两个14-3-3蛋白功能差异的分子基础。这些工作将有助加深我们对哺乳动物14-3-3蛋白功能的认识，及它们在癌症发生发展过程中的作用，为设计新型药物提供潜在的研究方向。

14-3-3蛋白是一类进化上高度保守的蛋白家族, 它能与多种蛋白相互作用来参与调控生命体的多种生理过程。我们的前期结果表明秀丽线虫14-3-3蛋白在特定组织中表达可以显著延长寿命并增强抗逆性。在本项目中，我们探究了特定组织中14-3-3蛋白功能与自噬作用的关联，我们的研究结果表明：咽部肌肉过量表达14-3-3蛋白FTT-2增加细胞中的自噬作用，而抑制自噬显著抑制咽部肌肉过量表达FTT-2引起的寿命延长，揭示出FTT-2在特定组织中对寿命调控的作用与自噬密切相关。我们还对秀丽线虫两个蛋白序列高度相似的14-3-3蛋白进行了详细的功能研究：1）启动子交换表达实验说明两个蛋白仅在某些功能上可以相互替代，如：产卵率、bagging表型调控上；而在另外一些功能上无法相互替代，如：寿命调节。2）研究了FTT-2蛋白不同结构域对不同表型的可能调控作用，结果显示：FTT-2蛋白的配体结合域是FTT-2在咽部肌肉过量表达延长寿命的充分必要条件；FTT-2蛋白的二聚化区域和配体结合域是热抗性增强不可或缺的，它们可能都参与了FTT-2在咽部肌肉表达对热抗性的调控；FTT-2蛋白C端核输出信号区可能参与调控FTT-2的亚细胞定位。3）研究秀丽线虫14-3-3蛋白PAR-5在神经系统中过量表达延长寿命的可能分子机制，结果显示：PAR-5上保守的JNK-1磷酸化位点不为PAR-5在神经系统中过量表达延长寿命所必须，PAR-5在神经系统中过量表达延长寿命并非依赖于JNK-1的功能，而依赖于寿命调节因子DAF-16。4）研究秀丽线虫14-3-3蛋白FTT-2在咽部肌肉中过量表达延长寿命、增强热抗性的可能分子机制，结果显示：FTT-2在咽部肌肉对热抗性的调控并不依赖于DAF-16及SIR2.1的功能，而依赖于AMPKɑ催化亚基AAK-2的功能；FTT-2可与AAK-2发生相互作用，并依赖于AAK-2蛋白上14-3-3蛋白结合基序；AAK-2的14-3-3蛋白结合位点并不影响AAK-2的亚细胞定位，也不对热抗性产生明显影响；热激条件下，咽部肌肉中过量表达FTT-2可诱导更高水平热激蛋白基因表达，提示其热抗性的增加可能与热激蛋白的诱导表达相关。鉴于14-3-3蛋白高度保守，我们的研究将有助加深人们对哺乳动物14-3-3蛋白功能及其在疾病发生过程中作用的认识，为设计新型药物提供潜在的研究方向。