Ran GTPase通过RanGTP/RanGDP循环的形式,参与调控多种细胞增殖方式:包括有丝分裂和减数分裂.敲减RAN1基因可导致嗜热四膜虫大核内微管组装紊乱,从而抑制大核无丝分裂.为进一步分析Ran1在无丝分裂中的功能,本研究将野生型Ran1以及模拟GTP(Ran1Q70L)和GDP(Ran1T25N)锁定形式的Ran1突变体在嗜热四膜虫中过量表达,均导致四膜虫细胞增殖速率下降,并引起大核无丝分裂异常,且这种核异常细胞比率与Ran1过表达量呈正相关.免疫荧光定位结果显示,过表达的HA-Ran1在整个细胞中弥散分布,破坏了正常的Ran1分布形式;而过表达的HA-Ran1Q70L明显集中在大核核膜和胞质中,HA-Ran1T25N则主要定位在大核和小核内,分别与Ran1GTP/Ran1GDP循环的辅助调节因子定位模式一致.以上结果表明,过表达Ran1及其突变体可能影响嗜热四膜虫细胞中正常的Ran1GTP/Ran1GDP循环,进而导致大核无丝分裂异常.
Ran是细胞内的一种具有GTP酶活性的功能蛋白,可以调节染色体稳定性、细胞核组建以及核质运输等多种细胞进程.Ran结合蛋白1(Ran-binding protein 1,Rbp1p)是Ran的必要调控因子,促进Ran-GTP水解为Ran-GDP.本研究从嗜热四膜虫大核基因组中鉴定出1个保守的Ran结合蛋白基因RBP1(TTHERM_00158040,http://www.ciliate.org).实时荧光定量PCR表明,RBP1在四膜虫营养生长和有性生殖过程中都有表达,且在有性生殖过程中表达水平提高.免疫荧光定位表明,在营养生长期Rbp1p定位于细胞质中.过表达RBP1或敲减RBP1后,细胞生长速率下降,大核的无丝分裂异常,细胞分裂末期产生了无大核的异常细胞,同时过表达RBP1导致了多小核的产生.结果表明,Rbp1p影响四膜虫细胞核的分裂进程,它的正常表达对细胞增殖过程起到重要的调节作用.
