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酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)二倍体细胞在缺乏氮源且存在非发酵型碳源时,营养细胞停止生长并进入产孢过程,通过减数分裂产生四个单倍体子囊孢子。产孢过程是酿酒酵母的一个特殊发育过程,该过程在哺乳动物细胞中并不存在,但是存在很多真核细胞中高度保守的细胞活动,例如减数分裂,膜的运输与重组等。酿酒酵母孢子具有独特的孢子壁结构,二酪氨酸层作为孢子壁最外层,其主要由二甲酰基-LL-二酪氨酸(Formyl-LL-dityrosine)组成。本研究利用二酪氨酸在紫外光下具有自荧光的特性,建立了一个筛选方法,通过相对荧光强度筛选特异性抑制酿酒酵母产孢过程的人类基因。在筛选过程中,使用本研究构建的酵母表达质粒在酿酒酵母细胞中单独表达不同的人类基因,同时检测该基因的表达对产孢过程的影响,筛选本研究所需的目的基因。在现阶段的研究中,我们对3,128个人类基因进行筛选,共得到12个对酿酒酵母产孢过程具有明显抑制作用的人类基因。在得到的目的基因中,大多数基因的表达会导致酿酒酵母无法进入减数分裂过程,导致产孢率下降。这些基因涉及多种细胞活动过程,其中一些基因的功能尚不清楚,利用酿酒酵母进行进一步的研究分析将有助于揭示这些基因产物的功能。此外,筛选得到的4-羟苯丙酮酸二加氧酶(4-Hydroxyphenylpyruvate dioxygenase,HPD)基因表现出了独特的性质,该基因在酿酒酵母中表达会导致荧光强度下降但产孢率不变,推测可能导致了孢子壁缺陷。进一步研究发现,HPD基因的表达会导致孢子的二酪氨酸层形成过程中出现缺陷,使其乙醚敏感性提升。同时,表达该基因的酿酒酵母在产孢过程中,培养基荧光强度上升,表明参与孢子壁组装的二酪氨酸复合物大量泄漏至培养基中。此外,通过体外添加尿黑酸(Homogentisate,HGA)检测发现酵母产孢过程中孢子具有氧化性。结果显示,HPD蛋白的催化产物尿黑酸在产孢过程中被氧化并参与二酪氨酸层的组装,导致二酪氨酸无法正确完成组装。该发现为二酪氨酸层形成机制的研究提供了新的启发与研究思路。本研究利用酿酒酵母的产孢过程对人类基因进行筛选,具有较强的创新性以及广阔的研究前景。通过该研究不仅能够更好地理解产孢过程,同时还对探索人类未发现基因以及揭示其基因产物功能有着重要的研究的意义与极高的研究价值。