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自噬在生命的进化过程中是一种很古老的生物学现象,广泛存在于生命体中,它的主要作用是生物降解胞内蛋白,完成细胞器转化和保持内环境稳定等。在生物体的发育和老化过程中都有自噬的存在,它是一个净化自身多余或受损细胞结构的共同机制,在进化过程中是高度保守的。自噬作用在机体的生理、病理过程中都可以见到,其作用机制还未完全阐明,但其对生命体的作用却是非常重要的。在各种应激下,自噬被认为是一种维持体内的平衡的保护机制。糖不仅是生物体的能源物质,还能能作为信号分子起信号转导作用,而且,糖还能表现出改变植物细胞渗透压造成的胁迫效应,这些作用都增加了对糖响应机制理解的复杂性。植物体不仅具有多条糖响应途径,而且响应过程中真正发挥传感作用的信号因子有多种多样的,但这些信号因子还并非完全清楚,因此糖参与调节的植物生长发育机制和调节的生理生化过程也就错综复杂,对其研究难度也增大。G蛋白信号转导调节蛋白(RGS)直接与激活的Gα亚基结合,发挥GAPs(GTPase激活蛋白)作用,加速GTP水解,终止G蛋白信号转导通路。而糖水平的变化,严重影响着生物体的生理特征,并且糖信号的传导有AtRGS1的参与。AtRGS1包含一个具有G蛋白偶联受体特征的N端7个跨膜区域和C端的RGS框,而7次跨膜(7TM)结构是动物GPCR的重要标志特征,所以很多人认为AtRGS1可能是葡萄糖的一个受体,但是RGS1参与糖信号途径具有选择性,对葡糖糖具有敏感性,而对果糖和蔗糖敏感性较差。因此,在拟南芥中,糖水平变化后,膜蛋白AtRGS1发生内吞,但其运动机制及自噬是否参与膜蛋白AtRGS1内吞作用等,目前对这些尚未有相关的研究报道。 本实验以拟南芥为研究材料,结合激光共聚焦显微镜及荧光定量PCR等技术,探究了在葡萄糖应激下自噬对膜蛋白AtRGS1的内吞所起的作用。 主要取得的结果如下: 1.在正常生长的拟南芥中,很少发生膜蛋白AtRGS1内吞现象。 2.在葡萄糖应激条件下,会产生大量地膜蛋白,并发生内吞,然而,在自噬突变体中虽然有膜蛋白产生,但产生量相对较少,并且大部分分布在细胞膜周围,并未发生内吞现象。 3.通过LTR染色和荧光共定位观察研究,发现在葡萄糖应激下,能产生大量的自噬小体,并且这些自噬小体能与发生内吞的AtRGS1达到共定位,说明自噬在AtRGS1内吞过程中起到了转运的作用。 4.通过荧光定量PCR研究发现,葡萄糖应激下,在rgs1-2突变体中,自噬基因表达量没有发生明显的变化;但在对照组中,随着葡萄糖应激时间的加长,自噬基因的表达量也相应增加,再次说明自噬对AtRGS1的调节起到重要作用。 以上结果说明在植物膜蛋白RGS1内吞过程中,自噬作为一种转运途径,影响RGS1的内吞作用,并且自噬途径在其中起到了一个很必要作用。