酵母菌hsp26 热休克蛋白在孢子形成过程之功用.pdf

酵母菌 Hsp26 熱休克蛋白在孢子形成過程之功用 研究者：楊念遙 指導者：董桂書教授 林玟娟老師 摘要 酵母菌可分為單倍體( 1n)世代及雙倍體( 2n)世代 ，在雙倍體世代遭遇養分缺乏的環 境，會進行減數分裂 ，形成孢子。前人研究發現Hsp26 熱休克蛋白在 W303 菌種酵母菌 扮演紡錘體位置檢控點( spindle position checkpoint)的角色 ，監控孢子的形成，因此剔除 Hsp26 基因會使孢子生產率提升。另外，該研究也發現 W303 菌種野生型( wild type)酵母 菌在 benomyl 藥物處理下孢子生產率會下降，但剔除 Hsp26 基因的突變株卻不受影響。 本 實驗選用 SK1 菌種酵母菌，並以 W303 菌種作為對照組，剔除 Hsp26 基因及進行 benomyl 藥物處理，探討 Hsp26 熱休克蛋白在不同菌種酵母菌造成的效應。統計後發現，SK1 菌 種野生型酵母菌趨近 100%的孢子生產率對於提升 Hsp26 突變株的孢子生產率造成限制 性，無法判定 Hsp26 基因的效應。進行 benomyl 藥物處理的結果顯示，W303 菌種的野生 型酵母菌孢子生產率有下降的現象，Hsp26 突變株孢子生產率則不受藥物干擾；而 SK1 菌種的野生型酵母菌在 benomyl 藥物處理下孢子生產率無顯著變動，突變株的孢子生產 率也沒有明顯差異。推測 SK1 菌種酵母菌對於藥物逆境的敏感度不及 W303 菌種酵母菌， 也進而表示 Hsp26 熱休克蛋白對於酵母菌的影響不具有一致性 。 壹、 研究動機 酵母菌為單細胞真菌，可細分為單倍體( 1n)世代及雙倍體( 2n)世代。在養分充 足的環境下，a 單倍體和 α單倍體會在費洛蒙引導下形成合子( zygote) ，進入雙倍 體世代；在養分缺乏的環境下，合子會進行減數分裂，形成內含 2 個 a 單倍體及 2 個 α單倍體，表面包覆細胞壁的角錐體孢子，協助其度過逆境。 減數分裂的目的是將細胞的染色體數目減半，過程可細分為第一次減數分裂及第二 次減數分裂。 酵母菌進行減數分裂期間 ，存有關鍵性的調控點，在該處，終止和前進訊號可 控制整個細胞週期的運行，負責確認細胞流程是不是已被正確地完成，稱為檢控點 ( checkpoint) 。 前人研究發現 ，酵母菌W303 菌種在剔除熱休克蛋白 Hsp26 基因後，並不會降 低酵母菌的孢子生產率，反而會提高孢子生產率。同時，在 Hsp26 突變株細胞中可 以發現有一些不正常的孢子產生。從減數分裂時間過程的分析顯示 ，Hsp26 突變提 高了孢子生產率是作用在孢子形成的過程。因此假設熱休克蛋白 Hsp26 可能扮演一 個紡錘體位置檢控點( spindle position checkpoint)的角色，來偵測已完成核分裂的子細 胞在母細胞中的位置是否有平均分配而決定孢子形成的過程是否會繼續進行。此研 究認為在酵母菌減數分裂過程中熱休克蛋白 Hsp26 所參與的紡錘體位置檢控點，可 監控從第二次減數分裂到孢子形成的過程，確保產生正常的孢子。 381 另外，該研究也同時發現 W303 菌種野生型酵母菌在 benomyl 藥物處理下孢子 生產率會下降，但剔除 Hsp26 基因的突變株卻不受影響，因此推測剔除熱休克蛋白 Hsp26 的 W303 菌種酵母菌孢子生產率不受 benomyl 藥物影響。 SK1 為一野生型孢子生產率即極高的菌株，屬於酵母菌菌種中的特殊案例。根據其 極高的生產率，猜測突變體與野生型的孢子生產率於 30℃下並不會有顯著差異，且 將就其剔除熱休克蛋白 Hsp26 後對 benomyl 藥物處理是否會造成孢子生產率之下降 進行探討。 貳、 研究目的 一、探討 Hsp26 熱休克蛋白於 30℃下對 SK1 菌種酵母菌孢子生產率的影響 二、探究 benomyl 藥物處理對於