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细胞分裂(cell division)是细胞生命活动的重要特征之一,主要包括细胞核分裂和胞质分裂(cytokinesis)两步。胞质分裂作为细胞分裂的最后一步,将一个母细胞分裂成两个子细胞。在哺乳动物细胞中,异常的胞质分裂可能会导致一系列疾病,甚至机体死亡。在酵母细胞中,异常的胞质分裂会导致形成无核或者多核的细胞。在丝状真菌中,胞质分裂对于产孢、产隔和菌丝生长都有十分重要的作用。胞质分裂主要是由肌动蛋白收缩环(contractile actin ring,CAR)收缩拉着细胞膜内陷使细胞缢裂成两个子细胞,在真菌细胞中还伴随着隔膜的形成。这一过程大致可以分为四步:选择分裂位点、肌动蛋白收缩环的组装、肌动蛋白收缩环收缩以及收缩完成后的去组装。前期研究发现,在模式丝状真菌构巢曲霉(Aspergillus nidulans)中存在一条由一系列保守激酶组成的隔膜形成开始网络(Septation Initiation Network,SIN)正向调控胞质分裂过程。其中Sep H是SIN信号途径中的核心组分,对胞质分裂和无性产孢起着十分重要的作用。研究发现,当Sep H缺失时菌丝胞质分裂缺陷、不产隔膜和无性孢子,当过表达Sep H时菌丝过度产隔。但是目前关于胞质分裂调控的研究仍然不够清楚,人们对于胞质分裂的调控机制知之甚少。sep H1是一株温度敏感型突变株,在限制性温度42℃培养时Sep H失活。本实验室前期通过紫外诱变得到116株产隔和产孢恢复的突变菌株,表明存在其它调控因子参与胞质分裂的调控。因此,本研究以丝状模式真菌构巢曲霉为研究材料,基于以上突变体库筛选新的胞质分裂调控因子并对其调控机制展开研究,主要得到以下结论:1、蛋白激酶Pom A是sepH1的反向调节子。首先,用正向遗传学的方法寻找sepH1的反向调节子。通过菌落表型分析和显微镜观察筛选出产隔与产孢恢复的菌株,通过曲霉杂交验证突变菌株为非sep H回复突变。用二代测序技术和SNP分析发现突变株中蛋白激酶Pom A的活性位点发生突变。接下来,用反向遗传学的方法进行验证,构建sep H1和pom A双突变菌株,菌落表型分析以及显微镜观察显示sep H1和pom A双突变菌株相较于sep H1单突变菌株产隔与产孢都有恢复,表明Pom A是sep H1的反向调节子。2、Pom A通过负调控MAPK途径的活性反向调节Sep H。定量磷酸化蛋白质组学显示敲除Pom A后MAPK途径活性升高。Western blot显示,与野生型对比sep H1中MAPK活性明显降低,而Pom A突变菌株中MAPK活性升高,表明Sep H是MAPK途径的正调节子,而Pom A是负调节子。通过显微镜观察,盐逆境激活MAPK途径也能恢复sep H1隔膜与孢子的产生。表明Pom A通过和Sep H协同调控MAPK途径活性进而反向调节Sep H。3、Paxillin蛋白Pax B参与调控产隔与产孢。通过生物信息学分析,构巢曲霉中包含两个paxillin蛋白Pax A和Pax B。敲除Pax B后,菌落不产孢子,菌丝细胞不产隔膜,表明Pax B参与产隔与产孢的调控。4、AcnA和Pax B通过调控Actin环在分裂位点的组装而参与调控胞质分裂。通过GFP荧光标记和荧光显微镜观察,在Acn A和Pax B敲除菌株中,Actin不能在分裂位点组装成环状结构而造成胞质分裂缺陷。表明Acn A和Pax B是Actin环组装所必须的。综上所述,本文发现一个负向调节子Pom A和两个正向调节子AcnA和Pax B参与调控构巢曲霉的胞质分裂,并阐明了它们的调控机制,丰富和完善了胞质分裂调控网络,对细胞的胞质分裂活动有了新的认识。