粟酒裂殖酵母作為污染物對(duì)細(xì)胞周期毒理效應(yīng)模式生物的

粟酒裂殖酵母作為污染物對(duì)細(xì)胞周期毒理效應(yīng)模式生物的研究摘要：通過(guò)研究究環(huán)境污染物物包括有機(jī)分分子和重金屬屬對(duì)粟酒裂殖殖酵母細(xì)胞形形態(tài)、DNA含量和生長(zhǎng)長(zhǎng)周期等的影影響，發(fā)現(xiàn)金金屬離子等污污染物處理后后，粟酒裂殖殖酵母細(xì)胞形形態(tài)異常，細(xì)細(xì)胞不能正常常有絲分裂和和減數(shù)分裂，DNA含量也明顯顯改變。粟酒酒裂殖酵母作作為簡(jiǎn)單的真真核生物細(xì)胞胞周期、減數(shù)數(shù)分裂和有絲絲分裂的模式式，代時(shí)短、遺遺傳背景清晰晰，易于進(jìn)行行遺傳操作，與與包括人在內(nèi)內(nèi)的哺乳動(dòng)物物進(jìn)化親緣關(guān)關(guān)系較近，適適合作為研究究環(huán)境污染物物對(duì)有性生殖殖、分裂和生生長(zhǎng)影響的模模式系統(tǒng)。本本文首次報(bào)道道粟酒裂殖酵酵母作為新的的環(huán)境污染生生物指示體系系。該方法快快速、僅需要要簡(jiǎn)單的染色色，得到的數(shù)數(shù)據(jù)可能直接接應(yīng)用到哺乳乳動(dòng)物。關(guān)鍵詞：粟酒裂裂殖酵母；細(xì)細(xì)胞周期；有有絲分裂；模模式生物EmployiingScchizossacchaaromyccespoombeaascelllcycclemoodelfforthhetoxxicoloogicalleffeectsoofpolllutanntsAbstracct:Thheefffectsofennvironnmentaalpolllutanntssuuchassorgaanicmmolecuulesaandheeavymmetalionsonthhemorrpholoogy,DDNAcoontenttsanddcelllgrowwthoffSchiizosacccharoomycesspombbewereeinveestigaated.Aboveeindeexwerresiggnificcantlyyalteeredbbytheepolllutantts.Abnnormallmeioosisaandmiitosisswereeobseervedafterrstaiining..Schiizosacccharoomycesspombbeissassimpleemodeeleuccaryottesfoormeiisosiss,celllcyccle,mmitosiis,chhromossomebbehavooursttudiess.Ithasaashorrtgenneratiiontiimeanndcleeargeeneticcbackkgrounnd,iisameenableetoggenetiicmannipulaation..Thesysteemisawelllmoddeltooinveestigaatethheefffectsofennvironnmentaalpolllutanntsonnmammmalseexualreprooductiion,mmitosiisanddcelllcycllereggulatiionfooritssclossephyylogennywitthmammmals..Themethoodisrapidd,anddrequuiressimpleestaiin.Exxperimmentddataccanbeereaddilyaapplytomaammalss.Keywordds:Schiizosacccharoomycesspombbe;ceellcyycle;mitossis;mmodelorgannism包括持久性有機(jī)機(jī)污染物在內(nèi)內(nèi)的各種有機(jī)機(jī)污染物和重重金屬污染正正在威脅著人人類及其他動(dòng)動(dòng)物的健康11－4。這些污染染物在生物體體內(nèi)積累和放放大后，被食食物鏈上游的的動(dòng)物富集數(shù)數(shù)千倍。國(guó)際際環(huán)境與生態(tài)態(tài)毒理研究的的前沿和熱點(diǎn)點(diǎn)之一是選擇擇適當(dāng)?shù)闹甘臼旧矬w系，監(jiān)監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)環(huán)環(huán)境質(zhì)量。包包括發(fā)光細(xì)菌菌5、水鳥卵6和植物如苔苔蘚與地衣77等。一切動(dòng)植物的生生長(zhǎng)和發(fā)育都都通過(guò)細(xì)胞的的增殖和分化化來(lái)實(shí)現(xiàn)。利利用粟酒裂殖殖酵母（Scchizossacchaaromyccespoombe）研研究細(xì)胞周期期獲得了大量量的突破性成成果，分離到到許多與細(xì)胞胞周期調(diào)控直直接相關(guān)的基基因8。粟酒裂殖殖酵母最初從從東非粟啤酒酒中分離獲得得，屬于半子子囊菌亞綱(hemiiascommycetees)－內(nèi)孢霉目(endoomycettales))－酵母科(sacccharommycetaaceae))－裂殖酵母母亞科(schiizosacccharoomycoiideae))－裂殖酵母母屬(Schizzosacccharommyces))。正常的粟粟酒裂殖酵母母營(yíng)養(yǎng)體為單單倍體，是近近年來(lái)研究真真核生物的模模式生物。粟粟酒裂殖酵母母與哺乳動(dòng)物物等高等動(dòng)物物在系統(tǒng)發(fā)生生、細(xì)胞周期期、核酸的生生物合成和基基因的組織、結(jié)結(jié)構(gòu)和基因表表達(dá)調(diào)控等方方面具有較高高的相似性。粟粟酒裂殖酵母母具有完整的的細(xì)胞周期，有有絲分裂間期期，細(xì)胞染色色質(zhì)被壓縮2000多倍，與哺哺乳動(dòng)物的細(xì)細(xì)胞周期非常常類似。大量量研究發(fā)現(xiàn)哺哺乳動(dòng)物細(xì)胞胞癌變與細(xì)胞胞周期調(diào)控異異常有關(guān)。哺哺乳動(dòng)物細(xì)胞胞周期調(diào)控蛋蛋白質(zhì)往往為為原癌基因或或抑癌基因的的產(chǎn)物，其中中不少在粟酒酒裂殖酵母中中具有同源物物如ras,AATM,RRAD53和p21等。粟酒裂裂殖酵母的全全基因組序列列和細(xì)胞周期期、減數(shù)分裂裂的全基因組組轉(zhuǎn)錄特征已已經(jīng)闡明9。通過(guò)粟酒酒裂殖酵母作作為模式，研研究污染物的的作用效應(yīng)，可可以為認(rèn)識(shí)污污染物的毒理理效應(yīng)，闡明明其致畸和致致突變機(jī)理奠奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)礎(chǔ)。但是，以粟酒裂裂殖酵母作為為模式，研究究環(huán)境污染物物毒理效應(yīng)的的報(bào)道尚未檢檢索到。隨著著工業(yè)分發(fā)展展，鉻污染日日益嚴(yán)重100。研究鉻的的毒理機(jī)理是是一個(gè)值得關(guān)關(guān)注的領(lǐng)域。本本文探索粟酒酒裂殖酵母作作為該領(lǐng)域研研究模式生物物的可行性。1材料與方方法1.1菌株株、培養(yǎng)基及及其培養(yǎng)方法法粟酒裂裂殖酵母（SSchizoosacchharomyycesppombe）購(gòu)購(gòu)自中國(guó)典型型培養(yǎng)物保藏藏中心。培養(yǎng)養(yǎng)基和培養(yǎng)方方法見文獻(xiàn)99。培養(yǎng)條件件：轉(zhuǎn)速180r//min,溫度30C。處理樣品品加入液體培培養(yǎng)基中，對(duì)對(duì)照培養(yǎng)物中中不加處理樣樣品。1.2材料料顯微鏡鏡：Nikon顯微數(shù)碼攝攝影系統(tǒng)，軟軟件ACT－1）。分光光光度計(jì)：1.3染色色染色步步驟：涂片甲甲醇固定1－2min每片片預(yù)計(jì)加入2ml緩沖液，染染液10滴，配成應(yīng)應(yīng)用液。染色10min，（紅核藍(lán)藍(lán)漿）水洗、晾晾干、鏡檢。采用瑞瑞－吉染色法法，見文獻(xiàn)111。1.4試劑劑鉻酸鉀鉀（北碚化學(xué)學(xué)試劑廠，分分析純），配配制成1M貯備液。紫紫杉醇（購(gòu)自自Sigma公司）配制制成250g/mmL。2結(jié)果與討討論2.1正常常條件和樣品品處理下生長(zhǎng)長(zhǎng)的粟酒裂殖殖酵母的生長(zhǎng)長(zhǎng)曲線從平板板上挑取單菌菌落接種到5mlYYPD液體培養(yǎng)基基中，30C，180r//min過(guò)夜培養(yǎng)。該該培養(yǎng)液作為為種子液，按按照1/10接種量分別別接種到添加加不同濃度鉻鉻酸鉀和對(duì)照照培養(yǎng)基中。鉻鉻酸鉀濃度分分別為0.05MM,0.11M,0..2M,00.3M,0.4M和0.6M。粟酒裂殖殖酵母正常的的代時(shí)為2－2.5h。連續(xù)培養(yǎng)養(yǎng)，每隔10h取樣測(cè)定OD550,繪制生長(zhǎng)曲曲線。前30h，對(duì)照和處處理未見明顯顯差異（結(jié)果果未顯示）。2.2鉻酸酸鉀處理對(duì)粟粟酒裂殖酵母母細(xì)胞周期和和有絲分裂的的影響分別取處理后培培養(yǎng)30h,40h的粟酒裂殖殖酵母細(xì)胞，染染色后進(jìn)行顯顯微鏡觀察，比比較樣品處理理后對(duì)細(xì)胞形形態(tài)、DNA含量和有絲絲分裂的影響響。紫杉醇是是主要的抗癌癌藥物之一，抑抑制細(xì)胞骨架架的主要成分分之一微管的的解聚，在本本試驗(yàn)中作為為陽(yáng)性對(duì)照。紫紫杉醇處理后后，細(xì)胞有絲絲分裂受到抑抑制，細(xì)胞明明顯變長(zhǎng)。圖鉻酸鉀對(duì)粟粟酒裂殖酵母母細(xì)胞周期和和有絲分裂的的影響從左到右依次為為對(duì)照，鉻酸酸鉀處理和紫紫杉醇處理。油油鏡10×1000Fig.ThheefffectsofchhromatteontheccellccycleandmmitosiisofSchizzosacccharommycespombee.Fromleefttoorighht:coontroll,treeatmenntwitthchrromateeandtaxoll.10××100與陰性對(duì)照比較較，鉻酸鉀抑抑制粟酒裂殖殖酵母的有絲絲分裂，與陽(yáng)陽(yáng)性對(duì)照紫杉杉醇處理的細(xì)細(xì)胞形態(tài)類似似。上述形態(tài)態(tài)學(xué)變化與細(xì)細(xì)胞動(dòng)力學(xué)、蛋蛋白質(zhì)和mRNA水平的變化化一致（數(shù)據(jù)據(jù)未顯示）。粟酒裂殖酵母全全基因組大小小為12.5MMb，分布在三三條染色體上上，大小分別別為5.6Mb（I）、4.4Mb（II）和2.5Mb（III）。2002年，其基因因組測(cè)序已經(jīng)經(jīng)完成9。其基因組組含有4824個(gè)蛋白質(zhì)編編碼序列，其其中43％的基因含含有內(nèi)含子，3剪切位點(diǎn)的的保守序列為為CTNAC，與高等真真核生物相同同。同時(shí)，粟粟酒裂殖酵母母已經(jīng)作為鎘鎘污染處理應(yīng)應(yīng)用的模式生生物。3結(jié)論粟酒裂殖酵母生生長(zhǎng)周期短、基基因組結(jié)構(gòu)和和表達(dá)調(diào)控與與哺乳動(dòng)物等等高等動(dòng)物相相同，對(duì)污染染物的反應(yīng)敏敏感，利用簡(jiǎn)簡(jiǎn)單的染色和和顯微鏡方法法就可以觀察察效應(yīng)。粟酒酒裂殖酵母的的兩個(gè)鮮明特特征是：細(xì)胞胞分裂為均等等分裂，分裂裂產(chǎn)物大小相相同；細(xì)胞生生長(zhǎng)僅表現(xiàn)為為細(xì)胞長(zhǎng)度增增加，細(xì)胞直直徑保持不變變。因此通過(guò)過(guò)測(cè)定細(xì)胞長(zhǎng)長(zhǎng)度可以比較較容易地確定定細(xì)胞周期變變化8。因?yàn)榕c哺哺乳動(dòng)物親緣緣關(guān)系近，也也相對(duì)容易通通過(guò)生物信息息學(xué)方法找到到哺乳動(dòng)物中中與其轉(zhuǎn)錄組組和蛋白質(zhì)組組水平的變化化的同源分子子。利用粟酒酒裂殖酵母獲獲得的數(shù)據(jù)可可以為哺乳動(dòng)動(dòng)物研究提供供很好的基礎(chǔ)礎(chǔ)。我們的研研究說(shuō)明，粟粟酒裂殖酵母母可以作為研研究環(huán)境污染染物對(duì)高等動(dòng)動(dòng)物毒理效應(yīng)應(yīng)的模式生物物。參考文獻(xiàn):1GaliiulinRV,BBashkiinVN,,etaal.Behaaviourrofppersisstentorgannicpoollutaantsiintheeair--plantt-soillsysttemJ.Wateer,Aiir&SoilPolluution，2002，137:179–1912LindeellMJJ,BreemieGG,BrooberOO,LarsssonPP.Monnitoriingoffperssistenntorgganicpolluutantss:exammplesfromLakeVatteernJ.Sweeden.AAmbio,,20011,30:5545-55503袁東星，楊東東寧，陳猛等等，廈門西港港及閩江口表表層沉積物中中多環(huán)芳烴和和有機(jī)氯污染染物的含量及及分布J.環(huán)境科學(xué)學(xué)學(xué)報(bào)，2001，21：107－1124Bi-XiaanMaii,Jiaa-MoFFu,Guuo-YinngSheeng,eetal..ChloorinattedanndpollycycllicarromatiichyddrocarrbonsinriiverinneanddestuuarineesediimentssfrommPearrlRivverDeelta,ChinaaJ.EnvvironmmentallPolllutionn,20002,1117:457--474.5馬梅,,童中華,王子健,楊篤才,朱文杰.新型淡水發(fā)發(fā)光菌(Vibrrioqiinghaiiensisssp.——Q67)應(yīng)用于環(huán)境境樣品毒性測(cè)測(cè)試的初步研研究J.環(huán)境科學(xué)學(xué)學(xué)報(bào),19988,18(11):6安瓊,董元華,王輝,等.不同年齡夜夜鷺卵中有機(jī)機(jī)氯農(nóng)藥污染染的生物指示示J.環(huán)境科學(xué)學(xué)學(xué)報(bào),20044,24(11):1339-14337張朝暉,,邵晶,柴之芳,毛雪瑛.利用苔蘚和和地衣作為生生物監(jiān)測(cè)器對(duì)對(duì)大氣降塵中中重金屬污染染物質(zhì)的研究究J.核技術(shù).20011,24(99):7766-7788翟中和，王王喜忠，丁明明孝主編.細(xì)胞生物學(xué)學(xué)M.高等教育出出版社.20001.37009WooddV,GGwilliiamR,,RajaandreaamMA,,etaal.TheegenoomeseequencceofSchizzosacccharommycespombeeJ.Natture.2002，415(66874)::