论文摘要
耐辐射球菌（Deinococcus radiodurans,简称DR）对电离辐射、紫外线、过氧化氢、干燥等一些DNA损伤试剂显示超强的抗性。它能在几十个小时内准确无误地修复由辐射产生的几百个双链DNA碎片（Double-strand break,DSBs）,目前普遍认为这种极端抗性来源于高效而准确的DNA损伤修复系统和独特的新陈代谢转换途径,以及超强的抗氧化能力。但有关该细菌对这些极端环境的适应机制尚不甚清楚。DR菌的基因组由两条染色体和两个大小质粒组成,总共编码3187个基因。其中大约有一半的基因产物功能尚未清楚。在DR菌中已知的与修复相关的基因数目甚至要少于大肠杆菌。因此,解释这些功能未知蛋白可能会帮助我们更好的理解DR菌的极端抗性。本文构建了DR菌全基因组cDNA微阵列,并完成了以下实验:1、考察了野生型菌株KD8301在γ射线（2 kGy）照射后5小时内转录物组变化情况。研究发现DNA的修复分两个阶段进行,同时,我们还发现在低的辐射剂量下,大量抗氧化相关的基因有被激活;2、考察了三个修复相关基因突变株在压力条件下的转录物组变化情况。分别是:pprI突变株,recX突变株在γ射线（2 kGy）照射后2小时内转录物组变化情况;recQ突变株在过氧化氢（20 mM）压力条件下转录物组变化情况。pprI突变株的芯片数据解释大量的修复基因的激活和PprI蛋白有着直接的关系,而抗氧化基因却并不受PprI蛋白的调控;recX突变株的芯片结果没有显示RecX和RecA在转录水平上的存在的负调控现在,但是recX基因对抗氧化基因有一定的影响;recQ突变株的芯片数据表明铁锰代谢发生了改变,同时抗氧化的基因有大量的上调,后续的实验验证了芯片数据,说明了RecQ蛋白除了直接参与DNA修复外,还可以起到维持细胞内的代谢稳定。3、考察了野生型菌株KD8301在过氧化氢压力（20 mM）条件下的表达情况。数据表明,除了抗氧化基因有激活外,DNA修复基因也有明显上调,表明在20mM过氧化氢压力条件下,DNA可能发生断裂;4、考察了三个抗氧化相关的转录因子。DR0615是OxyR蛋白的同源物,也是到目前为止鉴定的第一个只含有一个半胱氨酸的OxyR。它在DR菌中对catalase和铁通道蛋白有正调控作用,而对锰通道蛋白则是负调控。DR0865和DR2539根据序列预测都可能是铁通道的负调控因子。利用表型数据和QRT-PCR的数据,我们初步排除了这一可能。我们推测DR0865可能编码的是PerR蛋白,而DR2539编码的则是MntR蛋白。本论文目的在于发现在修复和抗氧化过程中的DR菌的整个调控网络。为后来的研究奠定一定的基础。