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干细胞的维持和分化需要内源因子和外源因子,但是具体的调控机制仍不是很清楚。为深入探讨果蝇生殖干细胞的调控机理,我们进行了遗传筛选实验,发现果蝇卵巢中缺失gcn5基因可部分的拮抗过量表达的TKV,过量表达Gcn5蛋白使得GSC-like细胞增加。cellcloneassay表明,相对野生型细胞缺失gcn5基因标记的细胞克隆随着时间的推移表现出明显的下降趋势,在果蝇的生殖细胞中特异敲低gcn5,卵巢组织出现生殖细胞变空的强表型,证实gcn5作为内源因子调控生殖系干细胞。 为研究gcn5调控干细胞维持的分子机制,我们利用免疫共沉淀技术,发现Gcn5和CyclinA蛋白之间在体内、外存在物理上的相互作用,CyclinA蛋白的D-Box在和Gcn5的相互作用中起着重要作用:利用遗传学技术,发现在果蝇卵巢中过量表达全长CyclinA同时敲低Gcn5时,与对照组相比该果蝇卵巢干细胞异常的表型明显增强,证实Gcn5和CyclinA在遗传上也存在相互作用。此外,Gcn5也和dAPC2在体内、外存在物理上的相互作用,遗传上也存在相互作用。 进一步的实验表明,S2细胞中敲低gcn5时,CyclinA的泛素化水平相对于对照组明显降低:体外翻译Flag-Gcn5蛋白或原核表达纯化MBP-Gcn5-N(1-500aa)和His-Gcn5-C(501aa-end)做为重组泛素体系中的E3连接酶时,发现Flag-Gcn5和His-Gcn5-C蛋白能以CyclinA为底物进而对其进行泛素化修饰,证实Gcn5蛋白的确具有E3连接酶活性,并且活性区域位于蛋白C端。利用Westernblot技术检测果蝇卵巢组织中CyclinA蛋白的表达水平,发现相对于bam-/-突变体,在其背景下敲低gcn5表达时,CyclinA蛋白表达水平明显增加:免疫组织化学染色标记处于中后期的生殖干细胞中的CyclinA,发现缺失gcn5基因的干细胞克隆相对野生型CyclinA呈现强着色的细胞明显增多;证明在果蝇卵巢生殖细胞中敲低或去除gcn5时CyclinA蛋白的稳定型明显增强。此外,Gcn5的乙酰化转移酶活性在调控CyclinA蛋白的泛素化和维持果蝇卵巢生殖干细胞的命运中也起着重要作用。 总之,Gcn5蛋白主要作为E3泛素连接酶通过调节CyclinA蛋白水平的变化来调控生殖系干细胞的命运。