葡萄糖對模擬微重力下秀麗隱桿線蟲的轉(zhuǎn)錄組測序研究.pdf

1、高真空、微重力、強電離輻射、極端的溫度等是空間環(huán)境的特點。除了微重力這個因素外，其它因素可以通過飛行器座艙設(shè)計和必要生命保障系統(tǒng)調(diào)節(jié)以達到艙內(nèi)溫度的穩(wěn)定、屏蔽輻射和氧氣充足的條件，減少對生物體的傷害。微重力會使倚靠重力的生物體系統(tǒng)發(fā)生紊亂，引發(fā)骨質(zhì)疏松癥、肌肉萎縮、空間運動病等，改變細胞骨架、影響生物體的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路和細胞的增殖分化等。一直以來宇航員們都是采用物理鍛煉、藥物防護和營養(yǎng)補充來緩解微重力帶來的負面影響。而小分子營養(yǎng)物質(zhì)的補充

2、對微重力下的秀麗隱桿線蟲在分子水平上是否會產(chǎn)生影響一直未有文獻報道。
　　本文以秀麗隱桿線蟲（Caenorhabditis elegans,C.elegans）作為地面模擬微重力效應(yīng)的試驗?zāi)Ｐ?，以小分子營養(yǎng)素葡萄糖為C.elegans在模擬微重力下的補充劑，通過Illumina HiSeq平臺對處理組和地面空白對照組進行有參考基因組轉(zhuǎn)錄組測序，在轉(zhuǎn)錄組水平上得到不同處理組的差異表達基因，分析葡萄糖在分子水平上對微重力下的C.ele

3、gans產(chǎn)生的影響。
　　結(jié)果顯示，葡萄糖的濃度與C.elegans的生存率呈負相關(guān)，模擬微重力對C.elegans的存活率影響并不顯著，而葡萄糖可顯著減少模擬微重力下的C.elegans的存活率。在轉(zhuǎn)錄組測序的差異基因分析中，模擬微重力相對于對照組的差異表達基因有354個，其中141個上調(diào)，213個下調(diào)；葡萄糖對模擬微重力下C.elegans的差異表達基因有426個，391個上調(diào)基因，35個下調(diào)基因。經(jīng)過GO分析和KEGG pa

4、thway富集分析后可知，在微重力下有顯著性上調(diào)的酶和蛋白有GST和TUBA，顯著下調(diào)的有SCD、ACO、UGT、ACSL、ACOX1、ACOX3、DYNC2H、GGA等，由此可以得出微重力處理使C.elegans體內(nèi)的活性氧自由基和氧化物失衡，C.elegans體內(nèi)的GST表達上升有利于體內(nèi)氧化還原處于平衡狀態(tài)；DYNC2H表達的下降可能會引起線蟲運動神經(jīng)元的發(fā)育以及減弱對體內(nèi)細胞有絲分裂提供動力；SCD、ACO、UGT、ACSL、A

5、COX1和ACOX3都是與脂肪酸代謝合成和氧化過程中有關(guān)的酶，其表達的下調(diào)減弱了線蟲的脂代謝過程，減少了能量的產(chǎn)生。葡萄糖對模擬微重力下的C.elegans的影響主要是與脂代謝相關(guān)的差異基因，SCD是差異基因中富集最顯著的一個酶，正向調(diào)控的轉(zhuǎn)錄因子SBP-1、NHR-49、MDT-15的靶基因均是SCD表達基因（fat-5和fat-7），insulin/IGF-1信號通路通過daf-16的靶基因是fat-5、fat-6和fat-7正向調(diào)

6、控SCD的表達，而sbp-1、nhr-49、mdt-15和daf-16基因表達量均為上調(diào)，促進了SCD的高表達，使得線蟲體內(nèi)的MUFAs對SFAs的比例升高，會使細胞膜的通透性增強；HADH和ACO表達上調(diào)均為脂肪酸氧化過程中的重要酶，促進了氧化的過程，產(chǎn)生了能量代謝的波動，對線蟲的壽命和產(chǎn)卵量有一定的損傷。
　　雖然葡萄糖對模擬微重力下的C.elegans產(chǎn)生了一定的損害作用，但其在一定程度上修復(fù)了模擬微重力對動力蛋白的影響，還